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河南省洛阳市洛阳国家大学科技园
2017年9月13日，美国癌症研究协会（AACR）发布了2017年度癌症进展报告。报告指出，由于人口老龄化等诸多因素，全球每年确诊的癌症病例数、癌症死亡人数以及癌症病例死亡人数比率都在不断增加。全球的癌症病例数可能在2035年突破2400万。在中国，癌症也是主要杀手之一。世界卫生组织2017年公布的数据显示，中国一年约有420万人被诊断为癌症，有280多万人死于癌症。
随着科技的迅猛发展，早期肿瘤筛查成为最前端检测肿瘤细胞的高科技手段。癌症从一个癌细胞长到米粒大小约需要10年时间，这个漫长的阶段几乎没有任何症状，临床体检也很难检查出来，而从米粒大小长到花生米大小可能只需要半年甚至更短的时间。如果在癌前分子基因位点突变期间5-10年内，可以通过早期检测诊疗，给予积极干预，大部分肿瘤在癌前病变是可以逆转的，如果在发现基因分子突变之后，肿瘤形成之前给予积极提前干预，肿瘤的发病率将大大下降。
1869年，澳大利亚籍医生Ashworth首次提出循环肿瘤细胞(CirculatingTumorCell，简称CTC)的概念。1976年Nowell将CTC的定义修正为:来源于原发肿瘤或转移肿瘤，获得脱离基底膜的能力并入侵通过组织基质进入血管的肿瘤细胞。
CTC是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，因自发或诊疗操作从实体肿瘤病灶(原发灶、转移灶)脱落，大部分CTC在进入外周血后发生凋亡或被吞噬，少数能够潜伏发展成为转移灶，增加恶性肿瘤患者死亡风险。肿瘤细胞侵入到原发肿瘤细胞的周围组织中，进入血液和淋巴管系统，形成循环肿瘤细胞CTC，并转运到远端组织，再渗出，适应新的微环境，最终“播种”、“增殖”、“定植”、形成转移灶。通过CTC检测技术捕捉外周血中微量存在的CTC，监测CTC类型和数量变化的趋势，达到实时监测肿瘤动态、评估治疗效果，实现实时个体治疗的目的。CTC液体活检弥补传统的癌症早期诊断和复发监控技术的空白，为精准的用药指导和治疗方案提供实时有效的技术支持，对于患者预后判断、疗效评价和个体化治疗都有着重要的指导作用。预计未来 10 年液体活检市场将维持 21.7%的复合增长率，全球市场容量可达 286 亿美元。
液体活检可分为6可子领域，即上游的捕获、基因扩增、试剂以及仪器市场；中游检测服务市场以及下游数据市场。
一、CTC分为三种类型：
（一）循环肿瘤细胞（CTC）
CTC是肿瘤组织释放到血液中的肿瘤细胞，是肿瘤转移的重要原因。通过对血液中CTC的数量以及蛋白表达、序列检测等可以获取肿瘤的病变信息。
（二）循环肿瘤细胞DNA（CTDNA）
CTDNA是肿瘤细胞破裂释放到血液中的游离DNA。肿瘤细胞的基因组与正常细胞是不同的，会有一些肿瘤细胞特定的变异，通过测序，利用肿瘤细胞基因组的特点，从携带信息的层面挑出属于肿瘤细胞的部分。由于CTDNA的浓度与肿瘤的进展高度相关，通过CTDNA来进行肿瘤的分期、预后评估，以及动态监测。它携带的肿瘤信息也可用于用药指导，不光取样简单，还能更全面的掌握肿瘤的信息。
（三）肿瘤外泌体
外泌体是细胞分泌出的小泡，这个小泡包含的内容非常多，有蛋白质、DNA、信使RNA以及一些非编码RNA，是细胞之间沟通的载体。这些外泌体与肿瘤的发生、发展、转移以及抗药性具有一定的相关性。肿瘤细胞以小泡为载体，迷惑免疫系统，帮助肿瘤细胞逃过免疫系统的监视，同时，给肿瘤细胞的转移指引方向，创造适合肿瘤生长的微环境。
二、CTC三种检测技术特点
CTC检测技术分为三代：物理法、生物法和纳米技术。
CTC的大小和白细胞的大小有着细微的差别，因此第一代CTC检测方法通过物理法进行检测，即滤膜筛选。用特定的滤膜或动力涡流筛选出体积较大的CTC。但是由于滤网识别肿瘤细胞体积的局限性，导致细胞体积形状不同会造成漏检的可能，检测结果仅为概率数值，灵敏度仅为30%。
第二代CTC检测方法是生物法，即抗体免疫磁珠技术。多肽探针使用与肿瘤细胞相融合的物质进入血液，通过抗原抗体的识别功能，对CTC表面有而普通血细胞没有的抗原分子，进行特异性的吸附，提高了灵敏度和特异性。但由于吸附性的差别，可能无法全部将带有抗原分子的肿瘤细胞检测出来，检测结果为概率数值，灵敏度约40-60%，准确率优于物理法。
第三代CTC检测方法是纳米技术，即多肽纳米免疫磁珠+微流控芯片。通过多肽纳米磁珠方式筛查血液中肿瘤细胞。多肽纳米磁珠贴合肿瘤细胞后，以免疫荧光法抓取肿瘤细胞，通过个数的计算，确定是否存在肿瘤，检测假阴性率低，准确率高，可检测出90%以上的肿瘤。
筛查结果使用计数方式，反映了肿瘤的转移情况，这是确定机体是否存在肿瘤细胞重要绝对量数值，因为影像学检测中的实体瘤的大小，与肿瘤的恶性程度和转移能力并不一定成正比，可以通过CTC计数及时监控。
属于第二代生物法（抗体免疫磁珠技术）：迈欧基因、泛生子、迈基诺（新三板上市公司）、莱尔生物、新开源精准医疗（上市公司）、睿思生命、博奥晶典、美晶医疗、华大基因（上市公司）、鑫诺美迪、贝瑞基因、浚辉生物
属于第三代纳米技术（多肽免疫磁珠+微流控芯片）：中科纳泰
三、CTC的重要意义
液体活检技术被MIT科技综述杂志（MIT Technology Review）评为2015年度十大突破技术之一，其他技术包括DNA互联网、大脑类器官、纳米结构、谷歌Project Loon、大规模海水淡化、汽车间通信、Apple Pay、光合作用加速、magic leap。
新一代的液体活检技术多次荣登“世界年度十大科学进展”、“精准医疗十大新闻”。以肿瘤循环细胞CTC为代表的液体活检技术已经在肿瘤筛查、预后检测、药效评价等多方面开展应用。对转移的肿瘤患者进行预后评估是目前CTC临床应用最广泛的领域之一。与传统的手术活检和穿刺活检相比，液体活检的优势在于：
1、副作用小，非侵入式。传统的手术活检和穿刺活检由于其侵入式操作，往往带有并发症，肿瘤复发风险，液体活检则仅仅是抽取一定量的血液，风险小；
2、操作简便，无需影像学支持。传统活检依赖于影像学（CT、MRI、超声波等）的发现，定位肿瘤的准确位置和大小后进行手术或者穿刺操作，操作性难，而液体活检则不需要影像学支持，同时操作简便；
3、重复取样。传统活检因其侵入式原因对病人体质要求较高，一般病人一年内最多做2-3次手术或穿刺，部分重症病人甚至不能做手术或穿刺，难以满足检测要求，液体活检一般只需要5-10ml血液，因此支持重复多次取样；
4、有效应对肿瘤异质性。肿瘤异质性是指患者不同部位肿瘤突变信息可能不同，甚至同一肿瘤内也可能包含不同突变的肿瘤细胞，传统活检无法解决肿瘤异质性问题，获取的样本所包含的肿瘤信息可能缺失，而无论是血液中的CTC还是CTDNA都可能包含不同突变肿瘤细胞的信息，有效应对肿瘤异质性；
5、发现早于影像学检测。研究表明肿瘤患病的早期血液中就已经有CTC和CTDNA的出现，液体活检对肿瘤的检测可早于影像学发现，做到提前预测；
四、CTC的优劣势分析
（一）优势
1、健康人群：可在癌症病灶形成前的5-10年监测出肿瘤细胞，在1毫升血液中检测出极微量的肿瘤细胞，从而提醒被检测者进行详细检查，或提出建议。无创伤、适用于孕妇；
2、癌症术后患者：定期监测术后患者恢复情况，检测是否有复发或转移迹象，可优于传统影像技术10-12个月确定术后患者携带癌细胞情况；
3、癌症患者耐药性筛查：对于PDL1癌症治疗药物的耐药性、靶向性和适用性，可检测出哪些癌症患者更适用于PDL1药物，从而提高药物治疗的精准度；
（二）劣势：
1、液体活检技术刚起步，暂属于自费模式；
2、国家支持性政策发展尚不明确；
3、人工复核计数，每天7-8个样本，量小成本高；
4、费用高，样本少，利润空间小（100-200元利润）；
5、无法精准检查出肿瘤确切位置；
6、对于早期发现的肿瘤暂无有效解决方法（无法通过手术、放化疗或药物治疗，只能调整膳食营养运动）
7、目前仅适于高端人群
8、大部分通过邮寄方式，高度依赖物流运输
9、除乳腺癌和肝癌外，其他肿瘤无法检测分型
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