1、液体活检在肿瘤精准治疗中的研究进展液体活检在肿瘤精准治疗中的研究进展 1内容摘要内容摘要一一. . 液体活检液体活检 1 1） & & 概念和最新研究进展概念和最新研究进展二二. . 研究方法和进展研究方法和进展 2 2）液体活检应用和意义）液体活检应用和意义三三. . 我们的研究我们的研究 2液态活检 来源于肿瘤组织，存在来源于肿瘤组织，存在于血液中：于血液中： 循环肿瘤细胞循环肿瘤细胞 （）（） 循环肿瘤（）循环肿瘤（） 肿瘤外泌体肿瘤外泌体 提示肿瘤发展进程及抗提示肿瘤发展进程及抗药性等信息，指导个体药性等信息，指导个体化精准治疗化精准治疗 , : . J . 2014; 32(6):
2、5795863 : :循环游离，机体细胞释放入外周血循环后发循环游离，机体细胞释放入外周血循环后发生部分降解的内源性。高度片段化，约生部分降解的内源性。高度片段化，约170170。 : :正常细胞、异常细胞（如肿瘤细胞），病毒正常细胞、异常细胞（如肿瘤细胞），病毒 等等 : : 半衰期短，动态表达量，核小体以单个、双半衰期短，动态表达量，核小体以单个、双联或三联的形式进入血液，并逐步分解。联或三联的形式进入血液，并逐步分解。（ ）4 : : 循环肿瘤，是指肿瘤细胞经脱落或细胞凋亡后循环肿瘤，是指肿瘤细胞经脱落或细胞凋亡后释放进入循环系统。一种特征性的肿瘤生物标记释放进入循环系统。一种特征性的肿
3、瘤生物标记物，可以被定性、定量和追踪。物，可以被定性、定量和追踪。 : :来源于肿瘤细胞的，属于的一种类型。不同患来源于肿瘤细胞的，属于的一种类型。不同患者的水平差异显著，受肿瘤负荷，分期等因素的者的水平差异显著，受肿瘤负荷，分期等因素的影响影响（ ）5 & & a . . 2015,11212361：（ ）癌症个体化深度测序分析方法:利用定制化的 作为”筛选器“对样本靶向捕获后再深度测序，灵敏度高，特异性强且经济可行。2：利用数字错误抑制（）的方法和（测序方法），能够检测到频率低至0.004的突变等位基因 , A F , , . . (2016) :10.1038.3520高通量测序高通量测
4、序7片段谱系分析片段谱系分析 a , fi , a W. , J. . . 2016 14;164(1-2):57-68. 8 ： 循环肿瘤细胞，是指从实体瘤中脱离出来并进入循环肿瘤细胞，是指从实体瘤中脱离出来并进入外周血液循环的肿瘤细胞。外周血液循环的肿瘤细胞。: : 原发肿瘤和转移灶都会释放。可检测到的是肿瘤原发肿瘤和转移灶都会释放。可检测到的是肿瘤细胞在循环系统微环境下生存竞争的结果。细胞在循环系统微环境下生存竞争的结果。（ ）9液体活检应用价值（监测肿瘤特异性突变发现肿液体活检应用价值（监测肿瘤特异性突变发现肿瘤复发）瘤复发） a . . 2015,11212310液体活检应用价值（分
5、析耐药株的遗传变异）液体活检应用价值（分析耐药株的遗传变异） a . . 2015,11212311 液体活检优势及前景液体活检优势及前景液态活检无侵入性、可频繁多次检测及快速反应能力均体现出发展潜液态活检无侵入性、可频繁多次检测及快速反应能力均体现出发展潜力巨大应用价值。将削减无效肿瘤医疗开支、降低医疗成本。力巨大应用价值。将削减无效肿瘤医疗开支、降低医疗成本。适应症广泛，如乳腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌、食管癌等常见肿瘤适应症广泛，如乳腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌、食管癌等常见肿瘤均可用液态活检技术进行诊断与监测。均可用液态活检技术进行诊断与监测。20152015年美国发布的肿瘤治疗计划的四大
6、举措之一：年美国发布的肿瘤治疗计划的四大举措之一：“液态活检液态活检”血浆血浆开发新方法来评估治疗反应以及抵抗可能的耐药性。开发新方法来评估治疗反应以及抵抗可能的耐药性。根据中国国家癌症中心发布的数据，我国根据中国国家癌症中心发布的数据，我国5 5年内诊断为癌症且仍存活的年内诊断为癌症且仍存活的病例数约为病例数约为749749万。也是液态活检巨大的市场。万。也是液态活检巨大的市场。12 研究概况研究概况1 1）与转移的关系）与转移的关系 2 2）异质性与肿瘤治疗）异质性与肿瘤治疗 3 3）应用和意义）应用和意义 4 4） 研究方法研究方法13 ( , ) 早在早在18961896年就提出了循环
7、肿瘤细胞的概念。侵入循环系统的肿瘤年就提出了循环肿瘤细胞的概念。侵入循环系统的肿瘤细胞，大部分由于机体的免疫识别、机械杀伤及自身凋亡在短期内死细胞，大部分由于机体的免疫识别、机械杀伤及自身凋亡在短期内死亡，只有极少数存活下来，在适于自身存活和增殖的器官或组织形成亡，只有极少数存活下来，在适于自身存活和增殖的器官或组织形成转移灶。转移灶。 14与肿瘤转移与肿瘤转移 A , M , . , , . . 2015 ; 7(1): 111.15 A, B, D, . . 2016 9. : 10.18632.8015.异质性异质性16应用和意义应用和意义肿瘤转移肿瘤转移预测预测肿瘤治疗肿瘤治疗数量改变
8、反映了肿瘤细胞对各种治疗方案数量改变反映了肿瘤细胞对各种治疗方案的敏感性和有效性，为个体化治疗提供依的敏感性和有效性，为个体化治疗提供依据。据。监测早期转移监测早期转移乳腺癌、前列腺癌乳腺癌、前列腺癌结肠癌、肺癌、胃癌、结肠癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌多种肿瘤肝癌、胰腺癌多种肿瘤监测基因表达突变，找到药物敏感的靶监测基因表达突变，找到药物敏感的靶点，指导个体化治疗点，指导个体化治疗17优化治疗方案优化治疗方案 2014 2014年，接受多西他赛联合阿曲生坦治疗的转移性去势抵抗性前年，接受多西他赛联合阿曲生坦治疗的转移性去势抵抗性前列腺癌患者，基线循环肿瘤细胞数量可预测预后，列腺癌患者，基线循环
9、肿瘤细胞数量可预测预后，3 3周时升高提示总生周时升高提示总生存较差，有望作为重新指导和优化治疗的较好指标。存较差，有望作为重新指导和优化治疗的较好指标。 A， B， ， S0421：a 2014 32(11)：1136-1142 2012 2012年年, ,乳癌患者在接受化疗（白蛋白结合型紫杉醇乳癌患者在接受化疗（白蛋白结合型紫杉醇+ +卡培他滨卡培他滨+ +曲妥珠单抗）前后变化。曲妥珠单抗）前后变化。治疗前：治疗前： 3 3，2+2+； 1 1疗程：疗程： 0 0。6 6疗程：病理学疗程：病理学 。证实值在乳腺癌治疗早期发生显著变化，能够准确预示疗效，能证实值在乳腺癌治疗早期发生显著变化，
10、能够准确预示疗效，能够科学指导选择治疗方案。够科学指导选择治疗方案。 L， T， Y， ： ” ”? J 2012，24：403-40718的研究方法的研究方法 , , , . : , . & .2014; 141:209221. 19研究方法（研究方法（1） 系统是唯一经批准进入临床应用的检测方案。系统是唯一经批准进入临床应用的检测方案。原理：抗体标识的微磁珠从全血中捕获细胞，用免疫荧光原理：抗体标识的微磁珠从全血中捕获细胞，用免疫荧光识识4545进行磁性分离。进行磁性分离。4520 数据解读数据解读: : 1. 7.51. 7.5外周血外周血 判断阈值：判断阈值： 转移性乳腺癌转移性乳腺癌
11、 5 5 细胞细胞 前列腺癌前列腺癌 5 5细胞细胞 结肠癌：结肠癌： 3 3细胞细胞 表明预后不良表明预后不良3. 3. 目前只批准用于以上三种肿瘤目前只批准用于以上三种肿瘤 21的研究方法（的研究方法（2 2）- -基因芯片基因芯片 22的研究方法（的研究方法（3 3）- -测序测序 , , ， . . ,2013,52(110) 21083-21088. 23 , , ， . . ,2013,52(110) 21083-21088. 24 , , , . : , . & .2014; 141:209221.的分离方法（的分离方法（1 1） 25的分离方法（的分离方法（2 2）- -体外培
12、养体外培养 , , , . . . 2014 ; 345(6193): 216220. ： ；67：；：； 45 ：；：； ： . 26 研究概况研究概况1 1）定义）定义 2 2）三者关系）三者关系 3 3）研究进展）研究进展 4 4） 研究难点和未来方向研究难点和未来方向 27 背景介绍背景介绍循环肿瘤干细胞（循环肿瘤干细胞（ , , ）：中具有干细胞特性，即自我）：中具有干细胞特性，即自我更新及分化潜能的一小群细胞。作为标志物具有更重要的更新及分化潜能的一小群细胞。作为标志物具有更重要的临床价值。临床价值。可使获得干细胞特性，而具有药物耐受性和高侵袭性。可使获得干细胞特性，而具有药物耐受
13、性和高侵袭性。已在包括肝癌，乳腺癌，胃癌，结直肠癌等多种肿瘤中被已在包括肝癌，乳腺癌，胃癌，结直肠癌等多种肿瘤中被证实。证实。 28 （肿瘤转移等级结构图）（肿瘤转移等级结构图） , A, : J . 2015 ;27(5):437-49. 29 , A, : J . 2015 ;27(5):437-49. 30乳腺癌研究进展乳腺癌研究进展学者们采用不同的表面标志物组合来定义：学者们采用不同的表面标志物组合来定义：44442424； 1 12424；2 21212 S， 0， D， a1 J ，2012，14(1)：R15 I， A， S， a1 a a J ，2013，31(6)：53954
14、4 31乳腺癌研究进展乳腺癌研究进展 M A， a1 J，2013，339(6119)：580-584 47 44 32 2013 2013年上海复旦大学附属肝癌研究所樊嘉及周俭研究组年上海复旦大学附属肝癌研究所樊嘉及周俭研究组通过研究通过研究123123例肝癌患者相关肿瘤干细胞免表标记物，包括例肝癌患者相关肿瘤干细胞免表标记物，包括133133、2 2、9090、以及。、以及。 2013 2013年年 等鉴于等鉴于 1 1 可能是肝癌干细胞标志物，可能是肝癌干细胞标志物， 也采用也采用流式细胞术检测了肝癌血样，流式细胞术检测了肝癌血样， 发现部分病例可检出发现部分病例可检出 45 - 1 4
15、5 - 1 + + 细胞，细胞， 这样的细胞具有较强的体外成球和体内致瘤能力。这样的细胞具有较强的体外成球和体内致瘤能力。., ., . , 2013. 57(4): p. 1458-68., ., . , 2013. 57(4): p. 1458-68。 S, N, X, . 1 J. , 2013, S, N, X, . 1 J. , 2013, 144(5):1031-1041144(5):1031-1041肝癌研究进展肝癌研究进展 33我们的研究我们的研究 1) 2) 34项目研究基础项目研究基础前期基金支持前期基金支持1. 2014年福建省卫教联合项目：年福建省卫教联合项目： 结直肠
16、癌循环肿瘤细胞和肿瘤干细胞的分子结直肠癌循环肿瘤细胞和肿瘤干细胞的分子机制研究（机制研究（14）2. 2012年福建省科技厅重点项目年福建省科技厅重点项目:循环肿瘤细胞与肿瘤干细胞在恶性肿瘤个循环肿瘤细胞与肿瘤干细胞在恶性肿瘤个体化治疗中的应用研究（体化治疗中的应用研究（2012Y0017）；）； 3. 2012年福建省卫生厅青年课题年福建省卫生厅青年课题:结直肠癌循环肿瘤细胞及其上皮间质变标结直肠癌循环肿瘤细胞及其上皮间质变标 志物的定量检测（志物的定量检测（2012-2-13）；）；4. 2012年福建省自然科学基金项目年福建省自然科学基金项目:148家族家族-靶蛋白网络在肝癌干细胞中调控
17、靶蛋白网络在肝癌干细胞中调控机制研究（机制研究（2012J05138）；）； 5. 2011年福建省医学创新课题年福建省医学创新课题:乳腺癌循环肿瘤细胞（）及其单细胞多基因检乳腺癌循环肿瘤细胞（）及其单细胞多基因检测的临床意义（测的临床意义（201116）；）；6. 2011年福建省自然科学基金项目年福建省自然科学基金项目:循环肿瘤细胞及其耐药基因表达水平在晚循环肿瘤细胞及其耐药基因表达水平在晚期乳腺癌化疗敏感性中的应用研究（期乳腺癌化疗敏感性中的应用研究（2011J01141） 35 基金支持基金支持8. 20098. 2009年福建省自然科学基金项目年福建省自然科学基金项目: :靶向乳腺癌
18、干细胞的树靶向乳腺癌干细胞的树 突状瘤苗抗肿瘤的研究突状瘤苗抗肿瘤的研究(2009J01118)(2009J01118)9. 20089. 2008年福建省自然科学基金项目年福建省自然科学基金项目: :靶向肝癌、靶向肝癌、 细胞基因差异表达的研究（细胞基因差异表达的研究（2008J00772008J0077）7. 20167. 2016年福建省自然科学基金项目：年福建省自然科学基金项目：194194调控肝癌干细调控肝癌干细 胞的靶基因和胞的靶基因和 鉴定鉴定 （2016J014362016J01436） 36超高速流式细胞分选系统超高速流式细胞分选系统稀有细胞检稀有细胞检测的灵敏度测的灵敏度高
19、高分选速度快分选速度快 研究基础设备研究基础设备 37 () .: 33342 a 33342 . 38 39 , 3B 5 7 40实验数据实验数据 5 7 3B 12;1103 ;: ; : . 41 P0.059-39*-2.4123b-2.1227b-2.3596-2.8151-3p-2.65151-5p-2.57183*-2.23183-3.16194-2.03146a-3.44148b-3.14340-3p-2.85421-2.32 P0.05 135b*-3.55489-3.2815a-2.7921-2.6722-2.5365-2.474505p-2.467a-2.4426b-2
20、.281255p-2.2725-2.22 126-3p-2.15182-2.14A 370 5 , 27 , . 42实验数据实验数据148b148b在中低表达在中低表达 43实验数据实验数据148b148b改变比例改变比例 44实验数据实验数据148b148b改变增殖与耐药改变增殖与耐药 45实验数据实验数据148b148b改变迁移侵袭与血管生成改变迁移侵袭与血管生成 46实验数据实验数据148b148b过表达抑制肿瘤生成过表达抑制肿瘤生成 47实验数据实验数据148b148b沉默促进肿瘤生成沉默促进肿瘤生成 48研究方案研究方案 49研究方案研究方案分选流程分选流程 50已完成已完成200
21、200例鼻咽癌患者检测，例鼻咽癌患者检测，100100例乳腺癌患者例乳腺癌患者检测，检测，100100例肺癌患者检测，例肺癌患者检测，150150例直肠癌患者检例直肠癌患者检测，具备完善的检测技术流程。测，具备完善的检测技术流程。在研项目：在研项目：150150例初诊未治肠癌患者，跟踪其全病例初诊未治肠癌患者，跟踪其全病程临床资料并抽取各阶段血样，分析患者各个时程临床资料并抽取各阶段血样，分析患者各个时期数值，以为观察点，评估数值与临床分期、预期数值，以为观察点，评估数值与临床分期、预后、治疗方案及疗效等情况的相关性，后、治疗方案及疗效等情况的相关性， 尤其是手尤其是手术配合细胞治疗的疗效观察
22、，开发在疗效评估中术配合细胞治疗的疗效观察，开发在疗效评估中的应用。的应用。研究数据研究数据 51入组初诊未治肠癌患者入组初诊未治肠癌患者150例例跟踪患者全程临床资料并抽取各阶段血样跟踪患者全程临床资料并抽取各阶段血样（组：根治术前、术后第一次细胞治疗后（组：根治术前、术后第一次细胞治疗后 、细胞治疗、细胞治疗2个周期后、细胞治疗个周期后、细胞治疗3个周期后个周期后对照组：根治术前、术后对照组：根治术前、术后7天、术后天、术后1月，术后月，术后2月月每月一次每月一次 ）利用对计数利用对计数患者各个时期数值与临床分期、预后、治疗方案及疗效等情况患者各个时期数值与临床分期、预后、治疗方案及疗效等
23、情况相关性相关性以为观察点，评估手术配合细胞治疗的疗效观察以为观察点，评估手术配合细胞治疗的疗效观察 52难点和关键技术难点和关键技术研究研究难点难点稀有性：仅占稀有性：仅占的的1/106活性：难以保活性：难以保持细胞活性进持细胞活性进行后续研究行后续研究单细胞性：细单细胞性：细胞稀少难以进胞稀少难以进行后续研究行后续研究分选精度可达分选精度可达到到1/106可保持分选后可保持分选后细胞的活性细胞的活性进行单细胞进行单细胞水平提取和水平提取和预扩增，保预扩增，保证下游基因证下游基因表达谱分析表达谱分析的质量的质量超高速流式超高速流式细胞分选系细胞分选系统统 本本项项目目关关键键技技术术 53流
24、式分析敏感性专一性检测流式分析敏感性专一性检测研究数据研究数据 54研究数据研究数据的画门模式的画门模式 55研究数据研究数据的画门模式的画门模式 56的检测的检测研究数据研究数据57研究数据研究数据的检测的检测58首诊初治结直肠癌患者检测分析结果首诊初治结直肠癌患者检测分析结果 (%) 、(44+) 6025(50.0)13120.20520(40.0)101030(60.0)1317 ()0.189526(52.0)1313524(48.0)1014 0.072I5(10.0)4111(22.0)9229(58.0)2185(10.0)14T 0.118T12(4.0)11T25(10.0
25、)50T34(8.0)31T439(78.0)26130.032N017(34.0)143N121(42.0)1011N212(24.0)102M ()0.024M045(90.0)34 11M15(10.0)14研究数据研究数据 59结直肠癌患者转移后化疗期间变化跟踪结直肠癌患者转移后化疗期间变化跟踪研究数据研究数据 60分选分选分选白细胞对照：45分选细胞：45 61实验方案实验方案 62研究数据研究数据- -表达谱芯片聚类图表达谱芯片聚类图肿瘤组织 正常组织 细胞 白细胞对照 63实验方法实验方法区域中与基因表达的相关分析图表达谱芯片表达谱芯片 比较基因组杂交比较基因组杂交 64近年发表
26、文章近年发表文章 , , , . 148b 1. , 2015; 35(4). , , , . . . 2013. 30: 2056-62.龚福生，黄伟炜，刘健, 等. 乳腺癌患者循环肿瘤细胞检测的临床意义.中华肿瘤防治杂志, 2015, 22(13):1009-1013. . 待发表袁婕 郑秋红 徐鹭英 ，等. 流式细胞术检测鼻咽癌患者外周血循环肿瘤细胞及临床相关性分析 第八届中国肿瘤学术大会暨第十三届海峡两岸肿瘤学术会议 论文，2014.6. , . 7901. . 2011. 97:393- 399.7. , , , . 5. , 2011, 18(2):126-132.8. L, C,
27、 J, . . . 2011. 118(12):3410-3418. 65近年发表文章近年发表文章 G, L, J, . . . 2013. : 10.1002.21076. J, C, F, . a . . 2013. : 10.1002.23619. L, , , . , . . 2013. . , , , . . J . 2013. 43(2): 274-8. Y, X, G, . 1 . J . 2012. 7: 73-82. J, S, G, . . J . 2012. 17(2): 026004.7. S, J, G, . , , . . 2012. 7(6): e38655. 8
28、. M, S, G, . . . 2012. 34(3):181-5. 66未来发展方向未来发展方向1. 1. 高新技术已逐渐渗入的分离与分析，新高新技术已逐渐渗入的分离与分析，新研发的技术设备功能更强，性能与检测效果研发的技术设备功能更强，性能与检测效果逐步提高。逐步提高。2.2.单细胞全基因测序技术及单细胞基因组学单细胞全基因测序技术及单细胞基因组学可解决血液数量稀少的难题，能检测更多药可解决血液数量稀少的难题，能检测更多药效相关基因及分析耐药机制，为的分子分型效相关基因及分析耐药机制，为的分子分型及靶向药物治疗提供更准确的信息。及靶向药物治疗提供更准确的信息。67结语结语液体活检，肿瘤精
29、准治疗的宠儿！液体活检，肿瘤精准治疗的宠儿！ 68 R., ., . . 2014 6920132013年年 等等 对对 33 33 例（例（0 0期）非转移结直肠癌患期）非转移结直肠癌患者和者和 9 9 名健康人，通过进行名健康人，通过进行 表达、表达、17 17 号染色体及号染色体及 2 2 基因水平分析，同时分析基因水平分析，同时分析 的表型和基因型，结的表型和基因型，结果表明：原发灶无果表明：原发灶无2 2 蛋白表达，却有蛋白表达，却有 63.33% 63.33%的的 出出现现 2 2 蛋白过表达。蛋白过表达。全面全面 分析可以为肿瘤个体化治疗提供更多疾病信分析可以为肿瘤个体化治疗提供
30、更多疾病信息。息。 M, R, J, . J. , 2013, 28(11): 1439-1450.与肿瘤个体化治疗与肿瘤个体化治疗 70研究难点研究难点研究研究难点难点稀有性：仅占的稀有性：仅占的1/106 或者更少或者更少活性：难以保持细胞活性进行后续研究活性：难以保持细胞活性进行后续研究单细胞性：细胞稀少难以进行后续研究单细胞性：细胞稀少难以进行后续研究71研究数据研究数据- -表达谱芯片散点图表达谱芯片散点图正常组织肿瘤组织细胞白细胞对照72乳腺癌乳腺癌CTSCCTSC研究进展研究进展 2013 2013年年YuYu，侵袭性强的乳腺癌类型，以，侵袭性强的乳腺癌类型，以间质性间质性表型表
31、型CTCsCTCs为主；而病情恶化的患者的间质型为主；而病情恶化的患者的间质型CTCsCTCs计数明显增多。计数明显增多。在在CTCsCTCs动态监测中，初始对相应靶向药物疗效动态监测中，初始对相应靶向药物疗效较好，较好，CTCsCTCs数量明显降低并以数量明显降低并以上皮型上皮型为主；经为主；经7 7个月治疗后出现了耐药性及病情进展，个月治疗后出现了耐药性及病情进展，间质间质CTCsCTCs升高。升高。患者患者CTCsCTCs、EMTEMT干细胞特性与药物疗效或耐药情干细胞特性与药物疗效或耐药情况密切相关况密切相关。Yu MBardia A，Wittner BSet a1Circulating breast tumor cells Exhibit dynamic changes In Epithelial and mesenehymal eompostionJScience，2013，339(6119)：580-58473
