發布日期：2019-05-09
液體活檢作為一種無創的檢測方式，為日漸成熟的基因檢測技術提供了優質的檢測途徑，同時引來了大量企業向與血液相關的液體活檢方向布局。但實際上，液體活檢可檢測的生物流體范圍很廣。不僅是血液，腦脊髓液、唾液、尿液、腹水等都屬于生物流體的范疇。這些生物流體中都可能包含有可靠的分子信息，能夠幫助醫療人員對疾病的發生發展進行判斷。
在這些選項中，尿液作為一種完全無創的生物流體類型，以其采集容易、采集量大、背景低等特點脫穎而出。尿液液體活檢已經在多種泌尿系統疾病上有廣泛應用，并且近幾年的研究成果表明，尿液中還可以檢測到非泌尿系統腫瘤釋放出的ctDNA。如今學術界正在對尿液中隱藏的信息進行進一步挖掘，國內外也都有企業開始向這個方向布局。雖然才剛剛起步，但是尿液液體活檢正在成為分子診斷行業的關注中心之一。
完全無創的尿液液體活檢
腫瘤是一種由于基因組和表觀基因組的遺傳變異累計到一定程度后產生的疾病。在過去的幾十年中，人們已經對腫瘤進行了大量的研究，試圖了解與腫瘤相關的基因突變。對于腫瘤的基礎研究揭示了其隨時間推移產生的高度異質性和腫瘤進化，還包括治療在這些過程中產生的影響。這些研究不僅凸顯了腫瘤基因檢測在癌癥精準醫療中的重要性，還為靶向治療提供了患者篩選的可能性。早期研究僅限于從有創活檢，手術切除，器官移植或尸檢中獲得的組織標本。現在的新技術讓腫瘤基因研究可以使用相對無創的血液液體活檢而無需基于組織樣本的診斷工具。并且這些技術進步已經帶來了臨床中用于癌癥管理的多種液體活檢測試。
有部分DNA由于細胞凋亡或壞死流入循環系統。這些DNA被統稱為cfDNA。來源于腫瘤細胞的cfDNA則被稱為循環腫瘤DNA（ctDNA）。它可以成為腫瘤基因組的替代品，用于檢測腫瘤基因組中攜帶的基因突變。在精準醫學時代，ctDNA有望在診斷、靶向藥物/精準醫療、腫瘤應答和復發監測、抗癌藥物耐藥性進展等方面發揮越來越大的作用。
尿液，作為泌尿系統和非泌尿系統疾病的報告分子來源，已經在臨床中起到了重要作用。除泌尿系統疾病之外，糖尿病、高血壓，甚至懷孕都可以通過尿液進行檢測。分子生物標志物研究的進展表明，尿液中可以檢測到ctDNA。這意味著尿液，作為一種血液之外的生物流體，也有能力通過檢測循環中的腫瘤分子標記物為腫瘤診療提供幫助。最近的發現已經確定，被釋放到循環系統中的cfDNA可以通過腎臟被濾進尿液中。這些尿液cfDNA中包含有ctDNA，可以提供關于癌癥DNA突變的可靠信息，很可能對癌癥診斷和監測有所幫助。
人們已經對如何利用ctDNA進行癌癥檢測做了廣泛的研究。通常，液體活檢是指使用血液作為檢測ctDNA的微創體液來源進行的檢測。而現在，完全無創的尿液也可以作為一種新選項。由于尿液與泌尿系統之間的直接聯系，大量研究和綜述一直集中在使用尿液進行膀胱癌和其他泌尿系統惡性腫瘤的液體活檢。而事實上，尿液液體活檢還可以用于檢測非泌尿系統癌癥。
在可用的體液中，血液肯定是檢測ctDNA最直接的體液，對于血液液體活檢的相關研究也最多。然而，尿液檢測作為真正的無創液體活檢有其獨特的優勢：它比血液更容易收集，儲存，處理和運輸。與血液相比，尿液的收集對患者完全沒有任何影響，并且也不需要專業的醫護人員；它可以進行大量采集，以解決尿液中某些ctDNA濃度較低的問題；與血清/血漿相比，尿液中的其他蛋白含量較低，使得DNA的分離過程更加容易；還有，尿液液體活檢的將能夠定期監測高風險人群，例如感染乙肝/丙肝病毒或肝硬化的人群，以盡早發現癌癥跡象；最重要的是，尿液采集在家中就可以進行，隨后運送到專業實驗室進行測試，無需進行面對面的臨床訪問并且可以實現更頻繁的監測。總體而言，基于尿液的樣本采集提供了許多血液之上的優勢，最終可以提高患者對腫瘤早篩的依從性，并允許更頻繁的監測以使患者獲得更好的治療和護理。
雖然已經不再新鮮，但是尿液液體活檢還有更大的發展空間
我們平時體檢過程中檢查的尿常規就是尿液在醫學檢測的一種應用方式。其檢測靶標局限在諸如尿蛋白、尿酸堿度等常規指標上。在精準醫療發展的大環境下，更多尿液中含有的分子靶標被分離出來并被用于更精準的疾病篩查。目前尿液液體活檢已經被用于泌尿系統腫瘤，尤其是膀胱癌的篩查當中。
美國癌癥學會把尿液液體活檢作為膀胱癌篩查的首選方式列出，包括尿液分析，尿細胞學檢測和尿液腫瘤標志物三種方式。在我國的《膀胱癌診療規范（2018年版）》中，也將尿液液體活檢列為了膀胱癌的診斷方式之一。尿液液體活檢通過對尿液進行細胞學檢測或腫瘤標志物檢測，來對受試者的患病情況進行分析和診斷。但是目前的尿液腫瘤標志物由于特異性較低，還沒在臨床上廣泛使用。我國的《診療規范》中仍把影像學檢查列為膀胱癌的主要篩查方式。
圖片來源：Surbhi Jain,Selena Y.Lin,et al.Urine-based Liquid Biopsy for Nonurological Cancers.GENETIC TESTING AND MOLECULAR BIOMARKERS.23,4(2019).
2019年發表于《GENETIC TESTING AND MOLECULAR BIOMARKERS》上的一篇綜述文章上，匯總了目前為止使用尿液液體活檢檢測非泌尿系統癌癥的研究成果。從表單中可以看到，自2000年至今已經有大量研究成果表明，使用PCR或ddPCR技術進行尿液液體活檢，已經可以在尿液中檢測到非泌尿系統癌癥攜帶的基因突變。目前為止多數的研究成果都表現出較好的敏感性，并且檢測結果與組織或基質的檢測結果相比，一致性都在70%以上。但是目前尿液液體活檢的特異性還不夠高，這可能會成為尿液液體活檢未來發展中的瓶頸。
部分企業開始布局，檢測方向各不相同
圖：涉足尿液液體活檢的部分企業信息
TrovaGene
位于美國加州的TrovaGene很早就開始進行尿液液體活檢相關的研究。TrovaGene自行研發了尿液收集和核酸保存裝置NextCollect。該裝置可以延長尿液的保存時間，并提高尿液樣本中ctDNA的分離效率。2017年3月，TrovaGene推出了TrovaGene EGFR檢測，該檢測利用從尿液中分離出的ctDNA，檢測非小細胞肺癌患者是否攜帶有EGFR突變。相關文獻發表于2017年的《Lung Cancer》上。2017年7月，諾禾致源在與TrovaGene達成協議，向TrovaGene購買NextCollect并將其用于國內的產品測試與研發工作。
在液體活檢領域之外，TrovaGene還在進行藥物研發工作。2017年3月，TrovaGene獲得了意大利公司Nerviano Medical Sciences研發的onvosertib的全球開發和商業化權力。onvosertib是癌癥靶標PLK1的高選擇性抑制劑，目前正在多癌種中進行臨床試驗。其中關于急性髓性白血病和轉移性去勢抵抗前列腺癌的臨床研究已經進入了Ⅱ期階段。
ExosomeDX
ExosomeDX是全球范圍內外泌體檢測行業的頭部企業，旗下已經有多款基于外泌體的液體活檢產品面世。除檢測產品之外，ExosomeDX還在積極研發外泌體提取試劑盒和分析儀器。其與Qiagen聯合開發的血清/血漿外泌體RNA提取試劑盒已經被廣泛的使用于有關外泌體的科研工作中，自主研發的Shakky外泌體蛋白分析平臺則正提供給部分企業搶鮮體驗。
ExosomeDX早在2016年9月就面市了一款前列腺癌的檢測試劑盒，ExoDX Prostate(IntelliScore) (EPI)。該產品通過檢測尿液中外泌體RNA的三個基因指標，結合專有算法，得出一個與前列腺癌危險程度相關的評分。這一評分可以輔助醫生對被檢者是否患有前列腺癌進行判斷。尿液在這一產品上的優勢顯得尤為突出。使用尿液進行前列腺癌癥篩查可以有效規避前列腺活檢可能引起的失禁、感染等并發癥。
泛生子
國內也已經有部分公司開始向尿液活檢方面布局。在國內的基因檢測企業中，泛生子是少數涉足尿液活檢的企業之一。泛生子目前已經推出了尿路上皮腫瘤風險基因檢測產品，為具有血尿等癥狀、疑似罹患尿路上皮癌（膀胱癌/輸尿管癌/腎盂癌）的患者提供輔助診斷依據。根據泛生子官網上的信息，該產品可以通過尿液活檢檢測17個與尿路上皮癌相關的基因突變和1個基因的甲基化，陰性預測率高達99%，敏感度可達95%。
昂科生物
昂科生物成立于2010年，在2016年獲得了道格資本1100萬元的B輪融資。昂科生物目前的主要產品就是一款尿液外泌體檢測試劑盒，用于檢測慢性前列腺炎。昂科生物的試劑盒通過檢測尿液中的前列腺小體外泄蛋白（PESP），來判斷受試者是否患有慢性前列腺炎。由于患者尿液中的的PESP含量會比正常人的含量要高，所以通過試劑盒的檢測可以很容易的判斷受試者是否患有前列腺炎。
近年來，大量研究指向了尿液液體活檢的遠大前景。尿液液體活檢已經被證明可以用于癌癥早篩、復發、轉移和療效的監控。此外，尿液cfDNA還有能力對患者的預后進行判斷。而這點正是目前的臨床檢測手段所欠缺的。盡管與基于血液的液體活檢相比，尿液液體活檢具有許多優點，但尿液液體活檢在非泌尿系統腫瘤中的應用仍有待進一步研究。在未來的發展中，尿液分析也還需要更多的研究和更大的患者隊列來建立更優質的分析算法。總體而言，尿液活組織檢查的無創特性為其帶來了巨大的發展空間，使其有能力成為一種與血液活檢同樣高效的檢測方式。如今已經有先頭企業開始向這個方向布局，尿液液體活檢將成為一種新選項，讓更多人感受無創篩查的便利。
來源：動脈網
