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1滴血驗13種癌？ 檢測數據波動也許比你想的更大
日前，日本東芝公司宣布研發了一種新技術，能從1滴血中檢出13種癌癥，2020年起啟動實證試驗。公司還聯合東京醫科大學、國立癌癥研究中心等機構進行產學研合作，希望數年內投產。
1滴血檢測13種癌癥，就好比看到一點痕跡就能追蹤“兇手”，必須仰賴一種載體，如探案用的指紋，而東芝公司宣稱的這一技術利用的是microRNA(微核糖核酸)。和探案需要指紋庫相似，利用microRNA辨識癌癥，也需要建立不同癌癥的特異性microRNA庫。
“癌癥患者有哪些特異性microRNA，這不是一對一的關系，而是一個組合，其中包含的種類和出現的頻度需要建模以及算法分析，并在臨床實踐中不斷檢驗和修正。”北京交通大學生命科學研究院教授、總醫院腫瘤中心實驗室研究員朱運峰表示，1滴血檢測13種癌癥不是簡單的判斷題，因為1滴血中含有的腫瘤相關信息很少，需要信號放大，而在信號放大的過程中，因起始量很低常常會導致波動范圍大，所以仍需要大量的臨床樣本試驗與修正。
或告別蛋白質標志物1.0時代
“傳統的生命科學認為，生命中功能分子的扮演者是蛋白質，所以早年對腫瘤標志物的研究主要關注的是蛋白質，也就是我們常聽說的CA199、CA153等，臨床上用了大約30年左右。”朱運峰解釋，盡管傳統的腫瘤標志物在療效評價上有一定作用，但因為有將近一半的腫瘤患者甚至一些病理確診的患者，體內腫瘤標志物指標也在正常范圍內，所以并不適用于腫瘤早期診斷。
如果說蛋白質類腫瘤標志物是腫瘤檢測診斷的1.0時代，那么在腫瘤診斷2.0時代，人們除了繼續尋找更準確的蛋白標志物之外，又開始探索究竟什么樣的信號分子能夠更加準確，甚至能夠更早檢測出腫瘤來。
“2003年人類基因組計劃宣布初稿完成以后，出現了一個與學界預期不符的情況，人們認為作為高等生物，人類的基因應有10萬個左右，結果卻顯示只有2萬個左右。”朱運峰說。那么，反差這么大是什么導致的呢？人們發現RNA的功效被大大低估了，之前被認為只是“跑龍套”，而現在卻發現可作為功能分子廣泛參與生命過程的調控。
隨著對RNA再認識的深入，RNA作為腫瘤診斷標志物的潛力也逐漸顯現出來。根據RNA的長度不同，科學家們將堿基長度在25個以下的RNA稱為microRNA。進一步研究發現，microRNA在細胞調控過程中起到舉足輕重的作用。有的能夠促進靶基因信使RNA的降解，有的能夠抑制靶基因信使RNA的翻譯……雖然個頭小，卻是調節基因表達的“狠角色”。
一滴血中腫瘤信息少數據波動大
“目前發現的人類microRNA有2000多種，其中部分已經驗證與腫瘤發生發展有密切關系。深入研究這部分microRNA將有助于揭示腫瘤的發生機制，同時通過對腫瘤與microRNA庫的對應關系歸納梳理，將得到對不同腫瘤進行診斷的microRNA指紋。”朱運峰說，“比如要檢測13種腫瘤，那么將外周血中基于microRNA種類和濃度的‘指紋圖’與每種腫瘤間對應關系建立起來，也就是首先需要完成建模過程。”
朱運峰表示，由于在建模過程采用的樣本量有限，基于此建立的模型與腫瘤診斷的對應關系需要不斷優化，隨著分析樣本量的增加在實踐中不斷修正。因此，一個模型的建立與完善是在大數據基礎上不斷“打磨”出來的。這樣對于13種癌癥的microRNA的分析判斷，需要對應13種癌癥患者群的大規模案例分析。目前而言，東芝這一設備仍處于未經部門授權、甚至未進入臨床試驗的階段，因此落地時間還未可知。
近些年來基于microRNA圖譜分析用于腫瘤的診斷，主要得益于microRNA在外周血中比較穩定。這是因為microRNA一方面能與蛋白質形成復合物；另一方面，部分microRNA存在于外泌體中，這樣極大增加了其穩定性。隨著商業化microRNA提取試劑盒技術的成熟和優化，檢測靈敏度也得到了極大提高。但朱運峰認為，取血量越大得到的結果越穩定，一滴血中腫瘤信息很少，會導致檢測數據波動較大。
腫瘤早預警，ctDNA“指紋”更有前景
如果說microRNA檢測相當于在壞人“埋雷”時就能發現，蛋白質檢測類似于“雷爆炸”時才發現，那么對于ctDNA(外周血腫瘤DNA)基于表觀遺傳學層面的探測相當于在壞人買東西就探測到了。
ctDNA是指腫瘤細胞DNA經脫落或者當細胞凋亡后釋放進入循環系統。通過對其檢測，能夠溯源腫瘤細胞的來源，追蹤血液中腫瘤的蹤跡，所以是一種新型腫瘤標記物。“DNA是遺傳信息的載體，而腫瘤細胞里的DNA卻發生了基因突變，腫瘤細胞死亡后，其DNA會釋放到細胞外基質里，隨后被帶入血液中，這樣外周血中DNA攜帶的信息，可反映出體內腫瘤細胞的存在。”朱運峰告訴記者。
腫瘤發生的遺傳學基礎是基因的變異，出現較多的是基因突變，然而突變不是一下子發生的，那么能不能對其進行更早期的預判呢？朱運峰解釋，影響基因的功能因素包括兩個方面，基因結構的改變和表達量的變化，基因表達量受包括甲基化在內的表觀遺傳學調控，因此探測致基因突變的DNA表觀遺傳修飾的變化，將能夠更早預警癌癥的發生，做到更早診斷和干預。
朱運峰說，相對于不同腫瘤的microRNA圖譜研究，ctDNA檢測所需的步驟更少，因在實際應用中，環節越多意味著積累的偏差越大，所以基于ctDNA的分析在應用上將更具有可行性，更便于臨床推廣。ctDNA檢測方法除了用于腫瘤的輔助診斷外，還可用于腫瘤患者治療過程中的療效評價。目前腫瘤的評價指標，需要基于影像學檢查，這種檢查只能反映腫塊縮小與否，但無法反應腫瘤的實質，例如它的惡性程度到底有沒有改變、侵襲性如何等，但這種現象將會隨著ctDNA檢測技術的完善而改變。（本報記者 張佳星 實習生 劉 暢）