易點評
胰腺癌早期通常沒有癥狀，當(dāng)癥狀出時，提示癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移，此時進(jìn)行臨床治療已經(jīng)失去了最佳治療時期。因此胰腺癌的早期篩查十分重要，而液體活檢是一種快速、簡便的癌癥血液檢測方法，主要包括血漿游離循環(huán)腫瘤DNA、循環(huán)腫瘤細(xì)胞、外泌體檢測等。本文則從不同的標(biāo)記物類型出發(fā)，綜述了血液中生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)在胰腺癌鑒別診斷和早期檢測中的研究進(jìn)展。此外，作者還討論了這些研究進(jìn)展的獲得過程。分子生物標(biāo)記的發(fā)現(xiàn)有利于提高診斷效率，還可能為新的治療方案尋找到可能的靶點。在具備適當(dāng)?shù)暮Y查程序后，甚至可以精確定位出可能具有發(fā)展成PDAC的分子易感性的健康個體。
研究背景
2018年，全球報告的胰腺癌（PDAC）新病例為458,918例，死亡人數(shù)為432,242人。吸煙、糖尿病、慢性胰腺炎以及癌癥家族史是腫瘤發(fā)生的主要因素。胰腺癌的表現(xiàn)是非特異性的，主要包括背痛、體重減輕、黃疸、惡心和糖尿病發(fā)作等。對其的診斷通常依賴于MRI和多層螺旋CT等影像學(xué)檢查，以及胰腺組織穿刺等的病理檢查。
手術(shù)仍然是胰腺癌最好的治療方案，尤其對于早期胰腺癌患者來說，能夠顯著提高其5年生存率。然而，大多數(shù)PDAC患者確診時就已經(jīng)是晚期，只有10-20%的患者有資格接受手術(shù)。因此，PDAC的早期診斷尤為關(guān)鍵，而理想的分子生物標(biāo)志物應(yīng)滿足以下幾個特征：具備疾病潛在相關(guān)機制的生物學(xué)可行性；可以通過非侵入性和常規(guī)手段對其進(jìn)行分離；表現(xiàn)出診斷高度敏感性，特別是在早期檢測方面；具備能夠區(qū)分不同病理條件的高特異性。生物標(biāo)記物可以包括核酸(例如，microRNA)及其修飾(例如，DNA甲基化)、蛋白質(zhì)或肽及其異構(gòu)體和變體，以及細(xì)胞(例如，循環(huán)中的腫瘤細(xì)胞)或細(xì)胞外小泡等。
生物標(biāo)記物的樣本來源的應(yīng)該具有易獲取、體量多、可以獲取特異性信息并表現(xiàn)出相關(guān)的變化等特點。因此，血液則成為了人們尋找生物標(biāo)記物的主要樣本來源。逐漸地，對生物標(biāo)記物的研究慢慢轉(zhuǎn)變成了對血液分子的研究，人們一般稱其為液體活檢(圖1)。
圖1
檢測PDAC的血液生物標(biāo)志物
蛋白質(zhì)檢測
幾十年來，ELISA一直是檢測蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的金標(biāo)準(zhǔn)。但大多數(shù)針對PDAC的ELISA研究僅著眼于一個或幾個分子，導(dǎo)致可分析的標(biāo)志物數(shù)量有限，而另一種解決在數(shù)量上這一限制的方法是質(zhì)譜分析，它通常與其他分離技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于人類血漿蛋白質(zhì)組的研究。同時，抗體微陣列和多重免疫分析作為能夠同時觀察許多蛋白質(zhì)的新興方法在過去十年中也得到了廣泛應(yīng)用。這種檢測手段的靈敏度很高，但缺點是會有分析物的偏好性。
單個蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物
多年來科學(xué)家們已經(jīng)對單個蛋白質(zhì)進(jìn)行了大量的ELISA分析。這些標(biāo)記物的靈敏度/特異度閾值在文章中進(jìn)行了詳細(xì)列舉。它們擁有作為特定生物標(biāo)志物的潛在用途之外，一部分由于其獨特的特征還會具備其他功能。
RNA水平的檢測
近年來，microRNA作為生物標(biāo)志物逐漸被人們發(fā)現(xiàn)，與mRNA相比，microRNA具有出良好的穩(wěn)定性。與液體活檢樣本中的蛋白質(zhì)類似，可以使用不同的過程進(jìn)行microRNA分析。定量PCR(QPCR)通常針對單個標(biāo)記，而DNA微陣列和下一代測序基本上可以關(guān)注所有的microRNA分子。具體有兩種基本的分析模式：一種是處理血清或血漿樣本，另一種是查看全血中的microRNA含量。
循環(huán)腫瘤DNA
腫瘤通過釋放循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)在人體內(nèi)留下其存在的證據(jù)。在血液中，ctDNA的半衰期很短。因此，ctDNA具有很強的代表性，可以及時的反映腫瘤發(fā)展過程中分子的動態(tài)變化。近年來，人們一直在研究ctDNA，以了解包括PDAC在內(nèi)的一系列腫瘤的突變情況，識別與疾病相關(guān)的信號通路，并將其用于診斷。ctDNA被認(rèn)為是一種通過觀察影響幾個分子通路的基因突變來進(jìn)行PDAC腫瘤分類的新方法。例如，最近報道了PDAC的SST高甲基化，相關(guān)的變化也反映在了ctDNA中。然而，胰腺腫瘤的SST高甲基化不具有特異性，因此這種變化被認(rèn)為是一類泛癌標(biāo)記物，缺乏PDAC特異性。
循環(huán)腫瘤細(xì)胞
除了循環(huán)DNA外腫瘤也會脫落完整的細(xì)胞，甚至在腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移之前就可以在外周血液中檢測到。對于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)的陽性富集是通過選擇上皮細(xì)胞粘附分子(EpCAM)或基于其細(xì)胞大小進(jìn)行過濾來實現(xiàn)的。CTC分析的真正價值主要體現(xiàn)在：CTC比ctDNA更能代表每個腫瘤的特性，同時還能夠反映其發(fā)展過程中發(fā)生的變異。因此，CTC分析可以提供風(fēng)險分層信息，例如：可以提前預(yù)測肝轉(zhuǎn)移；與癌癥復(fù)發(fā)和較短的生存期有關(guān)。但也有研究發(fā)現(xiàn)PDAC患者的CTC檢測與不良預(yù)后無關(guān)。
代謝產(chǎn)物
正常細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過程會伴隨著代謝途徑的重新編程。同時，癌細(xì)胞的生長在通常發(fā)生在缺氧的環(huán)境中，造成血管生長不良從而失去營養(yǎng)供給。而在PDAC中，存在一層十分致密的纖維間質(zhì)，腫瘤的存在會大大提高血液中循環(huán)代謝物的豐度。核磁共振(NMR)和質(zhì)譜等技術(shù)可以廣泛尋找代謝生物標(biāo)志物。一些研究已經(jīng)表明，某些代謝物在區(qū)分PDAC和健康人方面有著很高的準(zhǔn)確率（具體的代謝物和鑒定方法在文章中有詳細(xì)闡述）。
鑒別PDAC和慢性胰腺炎的血液生物標(biāo)志物
在臨床上，區(qū)分不同的胰腺疾病是一個關(guān)鍵問題，它決定了后續(xù)治療的整體方向。尤其對于PDAC的患者而言，由于治療時間窗口很小，因此把握治療先機十分重要。與健康的胰腺相比，PDAC和慢性胰腺炎（CP）有許多共同的分子變化。因此，臨床上對于胰腺癌和CP區(qū)分的靈敏度和特異度通常只有65%左右。就目前而言，需要進(jìn)行侵入性組織取樣才能獲得更具決定性的診斷結(jié)果。因此，為了實現(xiàn)更簡單和低風(fēng)險的診斷，可靠的非侵入性生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)是十分必要的。表1列舉出了現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些蛋白質(zhì)以及其他類型的生物標(biāo)志物。
表1
結(jié)論
經(jīng)過幾十年的臨床研究，目前還沒有建立起可靠的診斷試驗來證明早期診斷胰腺癌的臨床實用性。這是由于缺乏疾病的特定體征和癥狀，缺乏可靠的生物標(biāo)志物，以及胰腺腹膜后位置導(dǎo)致的成像技術(shù)分辨率有限。然后，由于腫瘤細(xì)胞可能需要十多年的時間才能進(jìn)化，可能還需要五年的時間才能獲得轉(zhuǎn)移能力。因此，識別更好的疾病標(biāo)志物對癌癥進(jìn)行早期的分子檢測是有可能實現(xiàn)的。
公司介紹
深圳市易基因科技有限公司（E-GENE）是位于深圳市坪山區(qū)的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司主營業(yè)務(wù)包括組學(xué)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)檢測兩大板塊，涵蓋生命科學(xué)研究、高通量測序和體外診斷等領(lǐng)域。
基于公司在生命組學(xué)與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)領(lǐng)域的深厚技術(shù)與資源積累，易基因建設(shè)了易基因云、腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及AI檢索與標(biāo)志物挖掘算法系統(tǒng)，在癌癥早篩早診、伴隨診斷與輔助診斷、用藥指導(dǎo)等方向進(jìn)行系列產(chǎn)品開發(fā)，目前已經(jīng)研發(fā)成功了一系列基于DNA甲基化的針對多個癌種的早期預(yù)警和預(yù)后監(jiān)測標(biāo)志物產(chǎn)品。同時，公司還自主開發(fā)了血漿游離DNA甲基化高通量測序文庫試劑盒、靶向血漿游離 DNA甲基化測序等技術(shù)，結(jié)合易基因的信息系統(tǒng)與研發(fā)平臺，提供國際領(lǐng)先的科研和技術(shù)產(chǎn)品服務(wù)。還能夠為生物醫(yī)藥公司、高等院校、醫(yī)院和科研院所等提供體外診斷標(biāo)志物篩選、開發(fā)與驗證，藥物靶點發(fā)現(xiàn)等研發(fā)外包服務(wù)。公司與國內(nèi)外多家知名企業(yè)和單位建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同致力于為生物醫(yī)藥領(lǐng)域提供性能卓越的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。如果您有任何醫(yī)療、科研上的問題和需求請聯(lián)系我們！
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