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肿瘤诊治之料敌先机-非侵入性的无创/微创肿瘤诊断手段盘点

作者:香雪精准医疗-颜庆佳

发布时间:2020-02-19

阅读:467

 

       俗语有云:知己知彼,百战不殆,在和肿瘤斗争过程中,各种诊断技术堪称全面侦查了解肿瘤的精锐哨兵,精准为医生和患者提供许多重要的信息:肿瘤是否恶性、恶性程度、肿瘤准确位置、肿瘤分级等等。通过这些信息,医生才能为罹患癌症的患者开展针对性的治疗,争取最佳处理方案。而对于疑似长有肿瘤的患者,准确的诊断也可以排除忧虑或者确诊后尽快进行治疗,以得到更高的治疗效果和更好的生存质量。即便对于身体健康的正常人,定期的检查诊断也是提早发现潜在癌变因素、降低患癌风险的必要手段,毕竟对于许多癌种而言,越早发现则治愈机会越大。医学技术发展到今天,针对肿瘤的诊断技术也已相当成熟,撇开操作繁琐、需要大型仪器、对患者具有一定伤害性或者需经手术进行的内窥镜检查、病理活检、影像学检查等侵入性诊断手段不提,无创/微创性诊断技术仅需患者的血液、体液等就可以进行诊断,以其操作简单、患者疼痛度低、取样便捷、更适用于癌症早期诊断发现等特点,受到了越来越多的关注,并在癌症诊断和治疗中发挥着重要作用。

 

1. 人体代谢物在肿瘤诊断中的应用

       人体代谢产物如尿液、粪便和痰液、唾液等以往并不被应用于肿瘤诊断,而仅应用于常规病理检查。但近来有研究显示,以上代谢产物在某些特定肿瘤的诊断中具有重要的应用价值。El-Masry S,等应用slotblot-ELISA法,开创了一种以尿液为样本的快速、高灵敏度的癌胚抗原检测方法,可应用于多种胃肠道恶性肿瘤的诊断。Skipworth RJ等人应用质谱法检测分析了患有食管及/或胃癌伴恶液质的多名患者尿液中蛋白质,发现能从中找到与之相关的蛋白质生物标记。Hu JD等人尝试应用GC/MS法研究尿代谢组学来预测胃癌转移并取得了一些成就,为癌症转移发现和诊断再开新路。对于将粪便应用于肿瘤诊断,现有研究还仅限于对粪便中脱落肿瘤细胞和幽门螺杆菌的检测。如Ratto等人成功从患者粪便中分离出了肿瘤细胞并完成了对其的癌基因突变检测。也有研究者通过粪便抗原检测,鉴别患者是否感染幽门螺杆菌,效果显示出较高的灵敏度,有望在胃镜检查之外开发出新的幽门螺杆菌检测方法。

 

       痰液在肺癌的诊断中意义尤其重大,因为肺组织取样困难向来是诊断肺癌的难点,而成功取样的痰液可以经细胞涂片和分子诊断等方法来实现对肺癌的辅助诊断。在此之外,唾液因其组成复杂,含有血浆蛋白和IgG等多种蛋白,唾液蛋白组学具有潜在的重大利用空间,为食管癌和胃癌早期诊断打开了新的大门,甚至有研究者建立了专门的数据库来系统搜集储存与唾液蛋白组学相关的研究数据。

 

2. 循环肿瘤细胞(CTCs)及循环肿瘤DNA(CtDNA)检测

      所谓循环肿瘤细胞,是指存在于外周血液中的游离肿瘤细胞,其可能来源于肿瘤组织的脱落部分,并通过血液在全身游走,具有可被分离、可被检测的特点,同时检测灵敏度高,从而让其具备了成为新的肿瘤标记物的可能。同时因其来源于原发肿瘤组织,并可能分布于多处重要器官,因此也可将其应用于分析原发肿瘤产生转移的风险,及预测肿瘤复发、检测肿瘤细胞耐药性等,在临床上CTC检测已应用于非小细胞肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌等癌种的疗效检测、病情进展、转移复发与预后预测,目前所开发的cell search系统,也已经FDA批准上市用于CTC检测。

 

       循环肿瘤DNA在癌症的早期诊断中具有极高价值,其灵敏度和特异性均达到或者接近了100%,有多项研究报道了对结直肠癌、肝癌、胰腺癌等多种癌种的诊断,尤其是与DNA甲基化检测的联合应用,更可对AFP检测显阴性的肝癌患者进行确诊,另外CtDNA检测对于肿瘤复发的预测相比影像学检查具有更高的前瞻性,能够提早最多半年发现肿瘤复发的迹象。 3. 外泌体检测

 

       外泌体是细胞胞吐所产生的的含有核酸和蛋白质等多种生物活性物质的囊泡,可以来源于正常细胞和肿瘤细胞。并且广泛分布于血液和尿液、唾液、羊水等体液中。因为外泌体含有丰富的来自于母体细胞的生物信息,理所当然地也就成了检测诊断肿瘤的重要手段之一,针对其的检测目标包括肿瘤相关标记蛋白、mRNA、miRNA、整合素等。许多研究指出,miRNA在肿瘤细胞中特异性突变表达,可作为相应癌种的重要标记物。例如miRNA-21、miRNA-1246被发现在食管鳞状细胞癌患者血清中浓度显著性升高,miR-4644和miR-1264则在胰胆管癌患者的唾液中显著性升高,对于两个癌种的诊断具有重要指导意义。此外,miR-21, miR-141, miR-200a, miR-200b, miR-200c, miR-203等多种miRNA也是卵巢癌的诊断标记物。

 

      外泌体携带的蛋白如CD63、CD24、纤维连接蛋白、CD147等同样可以作为黑色素瘤、乳腺癌、肠癌等的诊断标记物。

 

4. DNA甲基化检测

       生理状态下,胞嘧啶和鸟嘌呤二核苷酸的胞嘧啶在DNA甲基转移酶作用下结合成5-甲基胞嘧啶的过程,称为DNA甲基化。临床研究证实,抑癌基因的高甲基化和原癌基因的去甲基化与肿瘤发生密切相关,因此检测DNA甲基化也是诊断肿瘤的有效手段。如针对头颈癌的研究发现,超过一半头颈癌患者中有两个及以上抑癌基因发生了甲基化,而在结肠癌的研究发现,患者肿瘤组织中多个原癌基因表现为低甲基化。临床检测常见的DNA甲基化标记物主要为:细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂、O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶谷胱甘肽S-转移酶1、MLH1基因、乳腺癌I型易感基因等等。目前DNA甲基化检测用于肿瘤诊断的局限性在于单个指标难以界定特地癌种,常需结合多个其他指标进行,而这又对检测的灵敏度提出了挑战。

 

5. 单分子测序技术的应用

       单分子测序技术是应精准医疗概念而生的,能够准确、高通量检测患者基因突变及肿瘤相关基因如耐药基因的表达,鉴定肿瘤发生进展密切相关的标记分子,从而指导临床用药和预后监测,实现个体化治疗。如BRCA1基因的突变被发现可能与乳腺癌易感性有关,可以结合其他技术,从遗传学基础分析乳腺癌的发生风险。又如VEGF在大部分乳腺癌患者中均表现出与启动子活性相关的突变,可作为乳腺癌诊断的标记物。此外,如卵巢癌患者的CCNE1、前列腺癌患者的PCA3等基因均可作为相应癌种的检测诊断指标。

 

总结

       医疗科学技术的发展日新月异,除了以上的检测手段,更多的手段将会在不远的将来被应用与临床,可以展望新技术、新方法的不断涌现将带给患者们更多的希望和生机,由控制病情到延长生存期到提高术后生活质量,一步步把癌症由绝症转变成慢性病,乃至彻底治愈,真正实现癌症的可控可治。

 

 

 

 

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