早在1000年以前，阿拉伯医生Abulcasis（1013-1017）就发明了活检技术，其优势在于医生可根据病灶组织学结构对病情做出判断。然而，随着肿瘤研究的深入，科学家发现组织活检在癌症诊断和治疗中存在一定局限性：肿瘤具有异质性，对于已发生转移的患者，仅取某个部位的肿瘤组织无法反映整体情况，而对所有肿瘤组织取样又不切实际；部分患者因自身状况不适合组织活检；手术扰动可能加速肿瘤转移；组织活检的滞后性也不利于治疗。因此，癌症诊断和检测技术需要更高的标准。
作为体外诊断的一个分支，液体活检通过血液或尿液等对癌症做出诊断，其优势在于非侵入性取样降低了活检危害，且能有效延长患者生存期，性价比高。目前液体活检的主要检测物包括循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤DNA（ctDNA）碎片、循环RNA（Circulating RNA）和外泌体（携带有细胞来源相关的多种蛋白质、脂类、DNA、RNA等）。其中，ctDNA、RNA和外泌体是肿瘤细胞自身分泌或死亡时释放的物质。
本文整理了近年来液体活检在癌症筛查领域的突破性进展，以飨读者。
【1】NEJM：突破性证据！液体活检技术或有望成为新型癌症筛查手段
一项发表于《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）的研究中，来自中国香港中文大学的研究人员发现，名为液体活检的血液检测技术或能帮助进行癌症筛查。香港医生目前在头颈癌中进行该技术的尝试，研究者认为液体活检技术能够增强癌症的早期诊断，有望改善患者生存率。液体活检可检测进入血液中的肿瘤DNA，目前研究者已用于癌症患者监测。许多公司已开发出多种癌症筛查手段，如结肠镜检查等。本研究则表明液体活检或有望成为新型癌症筛查手段。研究者Dennis Lo博士表示，这项研究令人激动，因为它为利用肺癌或乳腺癌等癌症组织开发新型筛查技术提供了蓝图。Lo此前通过研究发现孕妇血液中可检测到胎儿DNA，并据此开展了无创产前筛查技术。本研究针对鼻咽癌进行，鼻咽癌是一种恶性癌症，在中国中年男性中非常普遍，早期发现对治疗至关重要。
【2】早期诊断：让微RNA发光，改变液体活检的纳米技术
在癌症早期诊断领域，通过检测血液或尿液中与肿瘤相关的生物标记物进行液体活检，相比传统活检侵入性更低、更经济省时、所需专业技能更少。循环DNA、微RNA（miRNA）和其他非编码RNA均可作为疾病相关生物标记物。美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心利用单壁碳纳米管的光谱特性制成一种可直接检测血液或尿液中miRNA的纳米传感器。这一创新不仅可使液体活检更标准化，还使在体内实时检测生物标记物成为可能。miRNA因在体液中稳定性好，成为液体活检的重要生物标记物之一。目前多种miRNA检测方法各有缺陷：qPCR灵敏度高，但样本提纯和片段复制可能引入系统误差和噪音；基因芯片灵敏度不高且假阳性比例高；RNA测序虽灵敏准确，但操作和数据处理复杂，导致不同实验室结果难以比较。不同样本提纯试剂盒也会带来系统偏差。该纳米传感器有望避免这些缺陷。
【3】重磅：华人科学家在外泌体液体活检领域取得重大突破
普渡大学陶纬国（W. Andy Tao）教授团队在癌症液体活检领域做出突破性贡献，他们通过分析血液中囊泡（包括外泌体）内的磷酸化蛋白，实现了检测癌症的目的。该成果发表于《美国科学院院报》。一说起液体活检，大多数人首先想到ctDNA检测。就在20天前，癌症早筛公司GRAIL获得巨额B轮融资中的9亿美元，引起业界轰动。基于ctDNA的液体活检已很强大，但磷酸化蛋白检测同样重要。蛋白磷酸化是生命活动中的关键环节，控制细胞的生长、分裂和死亡。磷酸化相当于给蛋白加一个磷酸基团使其活化，去磷酸化则使其失活。这一开关机制决定了细胞的许多生命活动是否进行以及如何进行。
【4】Nature Reviews：整合的液体活检方案用于管理癌症——ctDNA、CTCs和外泌体
在癌症进展和治疗期间，肿瘤细胞的多个亚克隆群体彼此竞争，选择性压力导致主要亚克隆的出现，其增殖和传播最强烈，且对治疗最不敏感。目前实体瘤的分子特征通过手术或活检组织样品建立，但基于组织的分析受抽样偏差影响，仅提供肿瘤异质性的快照，且不能重复获得。已证明循环肿瘤DNA（ctDNA）的基因组谱与相应肿瘤的基因组谱紧密匹配，对分子病理学和临床肿瘤学具有重要意义。循环核酸的分析（即液体活检）可用于监测治疗反应、评估耐药性出现及量化最小残留疾病。除血液外，尿液、唾液、胸腔积液和脑脊液等体液也可包含肿瘤来源的遗传信息。从ctDNA收集的分子图谱可进一步与通过循环肿瘤细胞（CTC）、RNA、蛋白质及囊泡（如外泌体）内脂质分析获得的互补分子图谱整合。该综述分析了不同形式的液体活检如何用于指导患者护理，并应最终整合到临床实践。
【5】全新“液体活检”芯片可通过一滴血检测转移性癌症
伍斯特理工学院的工程师们研发出一种全新芯片，仅需癌症患者一滴血即可检测出转移性癌细胞。该技术使用简单，带来了科技飞跃。根据《科学新闻日报》报道，相比现有微流体诱捕癌细胞技术，这一新技术更有效。研究小组解释，该设备像一口小井，井底的碳纳米管上附着抗体，癌细胞根据表面标记选择性连接在抗体上。他们制作了名为“外来体”的细微结构，用于捕捉癌细胞。
【6】液体活检成大热门，“肿瘤捕手”CTC技术获关注
在第十九届全国临床肿瘤学大会暨2016年CSCO学术年会上，液体活检成为焦点。ctDNA、CTC及外泌体相关科研及临床研究百花齐放，新技术与产品争相角逐。中科院国家纳米科学中心研发的“肿瘤捕手”多肽纳米磁珠CTC技术受到广泛关注。该技术有望填补液体活检早筛的空白。凭借一管血检测癌症，是数十年来全球医学界的共同梦想。液体活检技术试图用各种技术手段从血液中捕捉肿瘤信息，规避了传统手术、穿刺取样的局限性。
【7】PLoS Genet：循环肿瘤DNA片段更短小，有助开发液体活检新技术
一项发表于《PLoS Genetics》的研究发现，循环肿瘤DNA与正常游离DNA在长度上存在差别，据此可利用病人血液帮助开发检测肿瘤DNA的液体活检新技术。液体活检可从血液中发现和诊断癌症，还可帮助监测癌症复发、评估治疗效果，但存在灵敏度问题。美国犹他大学和华盛顿大学的研究人员发现，来源于肿瘤细胞的循环DNA长度比正常细胞的DNA片段更短。文章作者Hunter Underhill表示，根据不同来源的循环DNA片段长度不同，可检测到实体瘤的存在。研究人员在多形性成胶质细胞瘤小鼠模型中发现了该现象。他们将人胶质瘤干细胞样系导入小鼠脑部，在血液中检测到人类ctDNA，其长度一般为134个碱基，而小鼠正常游离DNA长度为167个碱基。将人肝细胞癌细胞植入小鼠体内也发现类似现象，表明循环肿瘤DNA长度更短是相对普遍的现象。
【8】Nat Commun：手术前利用液体活检标记物检测前列腺癌侵袭性
加拿大多伦多大学的研究人员利用非侵入性液体活检方法发现了前列腺癌生物标记物，可在手术前帮助鉴定侵袭性前列腺癌。该研究发表于《Nature Communications》。研究人员认为，对于许多男性来说，生长缓慢低风险的前列腺癌可能永远不需要手术治疗，而目前存在过度治疗问题。该研究将推动精确的非侵入性诊断工具的开发。目前临床上主要使用穿刺活检帮助诊断前列腺癌，但可能无法检测到隐藏肿瘤或已扩散的肿瘤。液体活检是一种理想的诊断方法，有助于区分哪些病人适合强化治疗，哪些不需要。
【9】液体活检新突破——肺癌唾液ctDNA检测
在2016年美国科学进展协会（AAAS）年会上，加利福尼亚大学牙科学院的David T. W. Wong医生等人讨论了一种新设备原型，名为电场诱导的释放和测量装置（EFIRM），可检测唾液中的非小细胞肺癌（NSCLC）生物标志物。据Wong医生介绍，与现有测序技术相比，该装置准确性高，可帮助NSCLC患者的酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）临床治疗决策。该装置可检测NSCLC患者的EGFR突变，检测结果与活检组织的基因型分析完全一致，可检测用于TKIs（如吉非替尼或厄洛替尼）治疗的最常见EGFR基因突变。Wong医生表示，该检测的第一个适应症将是肺癌，其中20%的NSCLC携带可用吉非替尼有效治疗的EGFR基因突变，可延长患者1-1.5年生存时间。
【10】多元化检测技术助力液体活检（ctDNA）临床应用
传统组织活检存在局限性，如肿瘤异质性、患者无法手术、解剖位置不便穿刺及穿刺风险等，可能导致患者无法获得针对性治疗。液体活检作为组织活检的补充，通过非侵入性取样降低活检危害，在动态监测肿瘤进展和治疗反应等领域获得临床认可，已成为肿瘤精准医疗领域的明星技术。美国医疗保险机构Palmetto已宣布将体细胞变异ctDNA分析测试纳入保险范围，可见液体活检的临床价值已获医保机构认可，有望在临床推广。液体活检的检测对象主要有CTC、ctDNA、循环microRNA和外泌体。其中，ctDNA可应用于肿瘤早期诊断、动态监测肿瘤发生发展及疗效、耐药检测、复发风险评估等，前景广阔。ctDNA是由肿瘤细胞释放到血浆中的单链或双链DNA，携带与原发肿瘤组织相一致的分子遗传学改变，是一种特征性肿瘤生物标记物，可被定性、定量和追踪。但由于ctDNA含量低（<1.0%总cfDNA）、片段短（180-200bp）、半衰期短（约2小时），其检测对痕量核酸检测技术提出了全新挑战。