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肿瘤的液体组织检测可否替代实体组织检测?

(2020-01-15 17:34:19) 下一个

肿瘤的液体组织检测可否替代实体组织检测?

什么是肿瘤?细胞的生长和分化是判断细胞是否异常的两个重要指标。两个指标中有一个不正常就是异常细胞,  肿瘤的形成就是异常细胞积累达到一定的体积。一般地说,细胞生长异常并且分化异常是恶性肿瘤细胞,细胞生长异常而分化正常是良性肿瘤细胞。就目前的知识,肿瘤发生需要两个条件:1)基因突变造成细胞生长和分化异常; 2)体内肿瘤监督系统的薄弱造成异常细胞积累达到一定的体积。形成1厘米的肿瘤一般需要1-3 年的时间。

肿瘤的液体和实体组织检测两者检测的样品有所不同。肿瘤的液体检测是从血液,尿液,大便和其他分泌体液中分离出这三部分进行检测:  1)脱落肿瘤细胞; 2)体液游离DNA和RNA(脱氧核糖核酸和核酸); 3)体液里的生物标记。实体组织检测是用肿瘤术前穿刺或手术后切下的组织进行检测。

常用肿瘤检测方法包括病理(直接和组织切片染色显微镜下观察),生物标记检测(抗体)和基因检测肿瘤相关突变。由于以下原因,无论用于肿瘤的诊断还是指导后续治疗,实体组织检测还是金标准。

1.肿瘤的异质性

肿瘤的异质性主要是: 1)同一个实体肿瘤内细胞并不均一(肿瘤细胞包含的基因突变不均一,即空间异质性);2)原发肿瘤和转移肿瘤的基因突变不一致(时间异质性); 3)抗肿瘤治疗后导致抗性肿瘤细胞数量增多(治疗异质性)。

2. 肿瘤诊断的确认依赖于细胞形态和数量

确认细胞生长异常和分化异常需要做病理检查。我们知道,人体每天产生许多突变细胞,  发现单个突变细胞并不足以确立实体肿瘤的诊断,确认需要一定的异常(肿瘤)细胞数量。基因检测发现细胞存在基因突变也不足以临床确诊肿瘤,病理检测提供肿瘤细胞的形态信息是肿瘤诊断的关键和认定金标准。目前生物标记检测和基因检测提供的信息是辅助性的,不是确认指标。

病理,生物标记检测和基因检测具有不同的样品数量的要求。病理常规需要1立方毫米以上的体积, 液体检测采集的样品达不到这个要求。肿瘤术前穿刺或手术后切下的实体组织可以同时做病理,生物标记检测和基因检测,这样的获得信息更加全面。

3. 液体检测方法的局限性

由于液体检测的对象不是实体肿瘤本身,采集的样品与实体肿瘤的关系不是那么直接, 局限性就比较大, 这些局限性又是目前技术上难以克服的, 因此目前液体检测敏感性和准确性还不够。

1)细胞脱落的早晚,许多早期甚至部分中期实体肿瘤患者的液体中无法检测到肿瘤细胞或来自脱落肿瘤细细胞DNA/RNA,这跟肿瘤发生的部位是否靠近循环液体以及肿瘤细胞是否容易脱落有关。

2)脱落细胞的数量有限而分离这些数量有限细胞也存在技术上的困难.

液体检测比较理想的结果是能够分离到异常的肿瘤细胞。血液,尿液,大便和其他分泌体液含有大量的正常细胞和少量的肿瘤细胞,虽然不至于象大海捞鱼,但说象在上千万人口中找犯罪分子却不过分。 分离肿瘤细胞的一个基本方法是利用肿瘤的表面标记, 由于人体有多种肿瘤,每一种肿瘤的表面标记是不一样的,针对某一种肿瘤已有一些抗体可以使用,但目前还没有发现多种肿瘤共有的标记, 这给分离和纯化带来了困难。

3)基因检测的手段的局限性。

基因检测的手段已经有了长足的进步,在一定程度上弥补了分离纯化技术的不足,但毋庸讳言,检测敏感性和准确性还不够好。一般临床能抽取7.5-15毫升的血液(400-800亿细胞),参考文献中今年发表的文章报告的检测方法算是最好的研究检测方法。5毫升血液混合了10个癌细胞从中能检测到50-93%癌细胞,这是人为混合一种已知肿瘤细胞进入血液的检测结果,不是肿瘤病人的实际检测结果。如果肿瘤病人的实际检测能达到这个水平,应该是了不起的进步。目前最新的单细胞测序和新一代靶向测序技术也无法做到每个细胞都能被测到序列,而每个细胞大概只有5%的基因(1000基因)可以被测到表达(总共20000基因),  测到的基因序列也只有约数百个核苷酸的短片段。 来自破裂肿瘤细细胞游离DNA和RNA是更短的几十个核苷酸片断, 覆盖的范围受到限制,捕捉到肿瘤相关突变,还需要更好的技术手段。

 

在我看来,基于肿瘤的异质性和现有液体检测方法的局限性,目前临床用于肿瘤诊断和指导治疗的最好手段还是实体组织检测。作为无创性检查,液体检测在正常人群肿瘤筛查的重要性无须置疑。随着技术的改进,液体检测肿瘤的诊断的可靠性正在逐步上升,将来什么时候可以部分或全面取代实体组织检测,让我们拭目以待.

参考文献;

1. Transl Lung Cancer Res. 2016 Aug; 5(4): 420–423.Pros: Can tissue biopsy be replaced by liquid biopsy?Marius Iliéand Paul Hofma

2. Jian Zhou, Arutha Kulasinghe, Amanda Bogseth, Ken O’Byrne, Chamindie Punyadeera, Ian Papautsky. Isolation of circulating tumor cells in non-small-cell-lung-cancer patients using a multi-flow microfluidic channelMicrosystems & Nanoengineering, 2019; 5 (1) DOI: 10.1038/s41378-019-0045-6-0045-6

 

 

 

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