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“滴血驗癌”這個美夢，我們可真是做了好久了。

理論上來說，血液中的游離DNA（cfDNA）含有來自腫瘤的循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA），以此為材料進(jìn)行癌癥篩查大有可為。

但實際上，cfDNA含量低降解快，很難滿足檢查需要。

cfDNA的半衰期僅有30-120分鐘。標(biāo)準(zhǔn)抽血的10ml血液中，大約可以分離出5ml血漿，平均每毫升能夠提供10ng cfDNA，相當(dāng)于約15000個單倍體基因組當(dāng)量（GE）。

對于晚期癌癥患者，ctDNA在cfDNA中的占比可達(dá)10%；但在局晚患者中，這一比例驟降至0.1-1%；至于早期癌癥患者或經(jīng)治患者，ctDNA比例可能還不足0.1%。

顯然，ctDNA含量低的患者才是液體活檢篩查受益的大頭，但也正是這部分患者的血液樣本，ctDNA含量根本不足夠進(jìn)行有效的檢測。研究數(shù)據(jù)顯示，對1期癌癥，基于ctDNA的篩查試驗敏感性僅有20-40%。

有什么辦法能讓微量的ctDNA“顯形”呢？

本周，《科學(xué)》雜志發(fā)表了一項來自麻省理工學(xué)院和博得研究所科學(xué)團(tuán)隊的新成果，研究者們從ctDNA的降解環(huán)節(jié)入手，開發(fā)了一種雙成分的預(yù)處理劑，通過脂質(zhì)納米顆粒和單克隆抗體與cfDNA的結(jié)合，減少cfDNA被巨噬細(xì)胞吞噬和核酸酶降解。

實驗中，提前1-2小時注射預(yù)處理劑，即可將采集的ctDNA提升10倍以上，隨后利用ctDNA進(jìn)行的腫瘤分析，更是可以將檢測小腫瘤的靈敏度從不足10%提升至75%以上！

研究者將這種預(yù)處理劑類比為活檢界的造影劑，希望它能夠大幅度提高液體活檢的臨床實用性。

論文題圖

為了增加提取到的樣本量，科學(xué)家們已經(jīng)想出了不少方法。比如說血漿置換，但它需要專業(yè)的設(shè)備、非常耗時，也不適用于危重患者；還有一種思路是在離腫瘤更近的區(qū)域采樣，例如在膀胱癌患者的尿液中采集cfDNA；還可以使用體內(nèi)干預(yù)手段，比如聚焦超聲或放射療法，增加ctDNA脫落。

先不談經(jīng)濟(jì)問題，后兩者可行的基礎(chǔ)是已知腫瘤位置，這顯然是不適用于癌癥篩查的。

研究者從頭理了一下cfDNA和ctDNA的誕生與消失，覺得后者還是大有可為的。ctDNA的降解和清除主要依賴核酸酶降解、腎臟排泄和單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS），如果能夠延緩ctDNA消失，采集自然會變得容易很多。

研究者想出了兩種辦法。

第一，循環(huán)中的cfDNA與組蛋白結(jié)合，形成直徑約11nm的納米微粒，研究者設(shè)計了一個相似的納米脂質(zhì)體，可以與cfDNA競爭被MPS吞噬，這就能夠減少cfDNA的清除；第二，使用單克隆抗體與cfDNA結(jié)合，可以避免它被核酸酶降解。

在小鼠中進(jìn)行的實驗證實了兩種方法的有效性，單獨使用均可將注射后1小時采樣到的cfDNA樣本量大幅度提升。

在MC26肺轉(zhuǎn)移小鼠中，注射預(yù)處理劑同樣能夠顯著增加血漿cfDNA含量。在腫瘤進(jìn)展的第1/2/3周，采集的cfDNA濃度分別為對照的7/14/28倍；對樣本進(jìn)行1822種腫瘤特異性單核苷酸變異（SNV）分析，三個時間點鑒別出的突變數(shù)量分別為4/19/60倍。

脂質(zhì)納米顆粒能顯著提升cfDNA濃度和腫瘤相關(guān)突變的檢出量

以2 SNV為閾值，低腫瘤負(fù)荷小鼠很難檢出腫瘤，但在使用了脂質(zhì)納米顆粒預(yù)處理劑后，75%小鼠被檢出了。

類似的，單抗預(yù)處理劑處理后，以2 SNV為閾值，檢測低腫瘤負(fù)荷或微小殘留病水平的ctDNA（約為1-10/百萬），僅需0.33ml血樣，遠(yuǎn)低于常規(guī)抽血。

此外，預(yù)處理劑對cfDNA的影響時間并不長，實驗中24小時即可恢復(fù)正常水平。這意味著患者的使用場景的確非常類似造影劑，在血檢前1-2小時注射并很快被身體代謝掉。

當(dāng)然，這種預(yù)處理劑在人體中的應(yīng)用效果和耐受性還需要進(jìn)一步研究證實。

參考資料：

[1]https://www./doi/10.1126/science.adf2341

[2]https://www./doi/10.1126/science.adn1886

本文作者丨代絲雨