日前，日本東芝公司宣布研發(fā)了一種新技術(shù)，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(lián)合東京醫(yī)科大學、國立癌癥研究中心等機構(gòu)進行產(chǎn)學研合作，希望數(shù)年內(nèi)投產(chǎn)。
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(shù)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(guān)系，而是一個組合，其中包含的種類和出現(xiàn)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(yī)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(guān)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(zhì)標志物1.0時代
“傳統(tǒng)的生命科學認為，生命中功能分子的扮演者是蛋白質(zhì)，所以早年對腫瘤標志物的研究主要關(guān)注的是蛋白質(zhì)，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(tǒng)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(nèi)腫瘤標志物指標也在正常范圍內(nèi)，所以并不適用于腫瘤早期診斷。
如果說蛋白質(zhì)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(xù)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(xiàn)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(yīng)有10萬個左右，結(jié)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(fā)現(xiàn)rna的功效被大大低估了，之前被認為只是“跑龍?zhí)?rdquo;，而現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn)可作為功能分子廣泛參與生命過程的調(diào)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(xiàn)出來。根據(jù)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(fā)現(xiàn)，microrna在細胞調(diào)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(diào)節(jié)基因表達的“狠角色”。
一滴血中腫瘤信息少數(shù)據(jù)波動大
“目前發(fā)現(xiàn)的人類microrna有2000多種，其中部分已經(jīng)驗證與腫瘤發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。深入研究這部分microrna將有助于揭示腫瘤的發(fā)生機制，同時通過對腫瘤與microrna庫的對應(yīng)關(guān)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(yīng)關(guān)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(yīng)關(guān)系需要不斷優(yōu)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)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(yīng)13種癌癥患者群的大規(guī)模案例分析。目前而言，東芝這一設(shè)備仍處于未經(jīng)部門*、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(wěn)定。這是因為microrna一方面能與蛋白質(zhì)形成復合物；另一方面，部分microrna存在于外泌體中，這樣*增加了其穩(wěn)定性。隨著商業(yè)化microrna提取試劑盒技術(shù)的成熟和優(yōu)化，檢測靈敏度也得到了*提高。但朱運峰認為，取血量越大得到的結(jié)果越穩(wěn)定，一滴血中腫瘤信息很少，會導致檢測數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)檢測類似于“雷爆炸”時才發(fā)現(xiàn)，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(jīng)脫落或者當細胞凋亡后釋放進入循環(huán)系統(tǒng)。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(fā)生了基因突變，腫瘤細胞死亡后，其dna會釋放到細胞外基質(zhì)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(nèi)腫瘤細胞的存在。”朱運峰告訴記者。
腫瘤發(fā)生的遺傳學基礎(chǔ)是基因的變異，出現(xiàn)較多的是基因突變，然而突變不是一下子發(fā)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(jié)構(gòu)的改變和表達量的變化，基因表達量受包括甲基化在內(nèi)的表觀遺傳學調(diào)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(fā)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(yīng)用中，環(huán)節(jié)越多意味著積累的偏差越大，所以基于ctdna的分析在應(yīng)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(yīng)腫瘤的實質(zhì)，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(xiàn)象將會隨著ctdna檢測技術(shù)的完善而改變。（本報記者 張佳星 實習生 劉 暢）