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2022液体活检在癌症筛查（全文）癌症目前已成为我国居民的首要死亡原因，且其发病率和死亡率还在不断攀升。据国际癌症研究机构数据显示：我国2020年有约457万例新发癌症病例和300万例癌症死亡病例，分别占全球新发癌症病例的24%和癌症死亡病例的30%o并且，我国癌症的整体5年生存率与美国相比有较大差距（40%比67%）,主要原因是我国大部分癌症患者在确诊时已属中晚期，预后较差。以肺癌为例，低剂量螺旋CT（low-dosecomputedtomographyzLDCT）的推广使美国肺癌高风险人群肺癌死亡率降低了20%,全因死亡率降低了6.7%;也使我国高风险人群中肺癌的检出率提升了4倍左右（1.5%比0.3%）由此可见，早筛、早诊、早治是提高癌症患者生存率的关键。从卫生经济学的角度来看，癌症早期发现可带来经济效益。广州市结直肠癌经济负担调查显示，不同分期结直肠癌患者的医疗费用水平差异存在统计学意义（<0.001）:癌前病变的费用最低，IV期平均费用是I期的2.7倍，癌症筛查可以提高早期患者比例，降低医疗费用。2020年，国家癌症中心对结直肠癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、食管癌和胃癌等6种常见癌症现有筛查方式的卫生经济性进行了系统评价，结果显示：以每挽救一个生命年的增量成本计算，食管癌筛查最为经济有效，其次分别为结直肠癌、胃癌和乳腺癌。癌细胞在生长、坏死、凋亡的过程中，会释放一些癌症信号到体液（包括血液、尿液等）中，通过检测体液中的癌信号可以早期发现癌症。作为体外诊断的重要分支，液体活检还具有快速便捷且侵入性小等优点。随着液体活检技术的发展，癌症的早筛、早诊也产生了诸多突破性进展。本文主要就液体活检在癌症早筛、早诊技术的发展现状加以综述，并对未来癌症诊疗新格局进行展望。一.现有癌症早筛手段的局限性尽管早筛、早诊可以显著提高早期癌症检出率，降低癌症相关死亡率；但受限于当前检测技术等诸多因素，目前大部分癌症没有推荐的筛查方法。美国癌症研究所只推荐对肺癌、结直肠癌、乳腺癌和宫颈癌进行筛查，获得推荐的筛查手段也只能做单一癌种筛查，灵敏度和特异度也不够理想。而且由于部分筛查方式存在侵入性、操作不便、有辐射性等问题，导致民众对于筛查的依从性很低。LDCT是肺癌常规筛查手段，美国肺癌筛查项目数据显示，LDCT筛查I/口期肺癌的检出率约70%,但同时也带来了较高的假阳性率。肠镜检查是结直肠癌诊断的金标准，肠镜筛查可以降低56%的结直肠癌发病风险以及57%的死亡风险；但由于肠镜操作复杂（需要良好的肠道准备、完整的盲肠插镜率和足够的退镜时间），以及存在穿孔、出血等无法忽视的并发症，导致临床依从性很低。中国医学科学院肿瘤医院2019年发起的一项研究显示，在结直肠癌高风险人群中，仅有约14%人群同意接受肠镜检查。乳腺铝靶（X线）筛查乳腺癌在特异度96%时,灵敏度可达到80%。乳腺铝靶联合乳腺超声筛查可达到96.2%的灵敏度和92.6%的特异度。我国乳腺癌易感人群接受X线筛查的比例约为50%,而在欧盟国家,筛查率约为95%,显著高于我国。中国乳腺癌筛查指南推荐的乳腺B超筛查，我国35-69岁女性的筛查率仅为22.5%o此外，每年接受乳腺X线筛查可能存在诱发恶性肿瘤的风险，据估计，一生中乳腺X线辐射诱发恶性肿瘤导致的女性死亡率为16/10万。宫颈液基细胞学涂片筛查宫颈癌的性能优于巴氏涂片，但灵敏度依然较低，在特异度96.3%时,灵敏度仅为53.0%o相比单癌种特殊的筛查手段，血清肿瘤标志物筛查是另一种广泛用于单癌种或多癌种筛查的手段。有文献报道癌胚抗原(Carcinoembryonicantigen,CEA在结肠癌中的灵敏度为40.5%,特异度为95.4%;在胃癌中的灵敏度为19.8%,特异度为95%但CEA在肺癌、乳腺癌等肿瘤以及一些良性疾病中也有高表达。糖类抗原19.9(carbohydrateantigen19.9,CA19.9)在中国胃癌人群中灵敏度为10.3%,特异度为95%;在胰腺癌中灵敏度为64%,特异度为99%;其他如肝、肺部以及妇科等良性疾病中也可见CA19.9升高。综上可见，血清肿瘤标志物灵敏度及特异度均不高，常常在肿瘤进展到一定阶段才发生指标升高，且在部分良性病变中也同样会发现相似的变化，通过血清肿瘤标志物的单独升高无法提示肿瘤来源，因此无法作为临床常规筛查手段推广(图1)。部位血清m灵敏度依异度标志物(%)WPro-SFTPB112296CYFRA21-121-2295ACEA27385CA12S1-25%乳MI©CEACA1S.33737AFP6090肝AFP-U3792PIVKA-II7792CA1258195卵巢HE4CA72.46756»5CA15331»5< ?NMP226977MJKS /BTA6477血清的痛灵徽度特异度标志物Z斑(%)CA19.95093CeA7979CeA2096CA19.910CA72429»5CA1996499CA12532MCeA41963993693PSA10091AFP1418-HCG3S-37LDH28灵MT(%)100L-IiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiIIII注：Pro-SFTPB为前表面活性蛋白B;CYFRA21-1为细胞角蛋白19可溶性片段；CEA为癌胚抗原；CA为糖类抗原；AFP为甲胎蛋白；APF-L3为甲胎蛋白异质体3;PlVKA-II为异常凝血酶原;HE4为人附睾蛋白4;NMP22为尿核基质蛋白22;BTA为膀胱肿瘤相关抗原；PSA为前列腺特异抗原；-HCG为人绒毛膜促性腺激素；LDH为乳酸脱氢酶图1不同人体部位血清肿瘤标志物的灵敏度和特异度总之，现有的癌症筛查手段比较匮乏，依赖于软件及硬件的支持，对广大基层医疗卫生机构的医疗资源和技术水平要求较高，民众接受度较低，花费较大，收益较小。基于以上国情，研发和推广具有更高效率、更高性能以及更经济的肿瘤早期筛查技术对我国的肿瘤防治工作具有重要意义。二、液体活检在不同癌种中的筛查进展近年来涌现出许多癌症早筛、早诊的方法，可以提前检出或者帮助鉴别诊断良恶性肿瘤。液体活检作为体外诊断的重要分支，具有快速便捷且侵入性小等优点。常见的生物标志物包括循环肿瘤细胞(circulatingtumorcell,CTC)、循环肿瘤DNA(circulatingtumorDNA,CtDNA)、细胞游离DNA(cell-freeDNA,cfDNA)、夕卜泌体和循环肿瘤RNA等。CtDNA是基于对肿瘤相关驱动基因变异的检测，因而利用其进行肿瘤筛查可能具有较好的特异度；但由于早期肿瘤患者突变负荷低，目前的检测技术难以检测到浓度极低的CtDNA含量，因此CtDNA的检测多用于局部晚期或远处转移的肿瘤。CtDNA某些区域的异常甲基化也可作为早期筛查的生物标志物。基因启动子区域的甲基化改变在癌症发生的早期阶段就会出现，甚至早于基因突变出现之前。在早期癌症中，相关的特异性甲基化位点众多，其改变有数量级上的优势。除了DNA,外周血中包含多种RNA,其中微小RNA(microRNA,miRNA)在细胞生长、发育及疾病发展中起着十分重要的作用，血清中miRNA在肿瘤中会呈现特异表达，但是单个miRNA作为生物标志物的预测效能不足z因此基于循环miRNA和外泌体miRNA进行多个标志物的建模以及标准化miRNA的分离和定量和用于数据分析的方法是目前探索的主要方向（图2）。下文将主要就液体活检在常见恶性肿瘤早期筛查取得的重要突破研究分别进行阐液体活检传统方法注：CfDNA为细胞游离DNA图2液体活检与常规检查在肿瘤筛查的区别注：CfDNA为细胞游离DNA;AUC为曲线下面积；EBVDNA为EB病毒DNA;PPV为阳性预测值；NPV为阴性预测值；CtDNA为循环肿瘤DNA;miRNA为微小RNA;图中斜体代表各类生物标志物名称图3液体活检在单癌种筛查的进展cfWA甲即匕Hw史文/1?生川C099 EBVDKAi AJX97. 1%. *鼻皮96%. PPr n. XFTlOaSetDNAX<:M74. . *密度92. S “DNA甲心化：AUC 0.81 西-928承令T”处，AUC 0.917Brua.灵敏度83.2V #»«9X9»“DNA甲曷化I ftIS3. M. #异度%.3so个甲化标方拗Ia合，x3.3%,希鼻度 90fi5-及甲“施要/末序列/片段分*/核小体印 Jfit 艮敏度95.4、 n»®98-0*SO"甲越化位Jfih具度低2»WW91.5 ”8033甲化位Jfih 89.n.除鼻度86.8%多里点早化，3. W-87. WWA 833V×*9J.af-1290t Attfl70. 1.青鼻膜91.2«c0U片段B9: X97. 4¾. WW.W 2个甲化标志物(M> I 90.,舜皮83.1、 4iRKAfi <8X. »»«91.0» 8个IdRXA坦合I AUCCL92 3个掌幕化标态物峭合,艮敏度57.俗, W R «38. 1、乳F稣亶，收“一 tncWA甲赵<b 74.n.的冷度95.%ctDXA大交.IHJH宾”度4l.67.S.*R 度98. S CfTIXA平晶化：lAmWMa51.l.“异度95.入 CfDXAHftRial X9.，鼻度网.(» "*自身抗体烟Ih H用Jufc废睚2U乃度857. PPV 59. 4«. MPV »7.5»cfWUAUCWM),94. 多个iXA<令，X(t85. 值' M. 385. 44 5个外IB体量白Ia合I <t80. 4%.特异度81. S12个MRXA就合I 具敏度87.S WJ>68.n.PPr6. M. MPV 99.5».收cfDXA甲4Utt金扈AuC 0.99. EutAUC d86TX外也体<«») I X91., * 黑皮 34. 6*' 优-37hY¾h JUkIf90.1、()肺癌CfDNA可以在突变、甲基化和片段化三个层面为肺癌早期筛查提供信息。有研究表明利用CfDNA突变特征区分肺癌患者和高危人群，在98.0%的特异度下,II期灵敏度为41.0%67.0%oLiang等通过筛选肺癌相关甲基化特征建立分类器，发现特异度为95.8%时，IADI期的灵敏度提高至5L6%81.4%°此外，Mathios等开发了一种以全基因组技术来分析CfDNA片段化模式的方法用于早期拦截片段的DNA评估(DNAevaluationoffragmentsforearlyinterception,DELFI);在肺癌诊断中，特异度为80%r灵敏度约为90%o然而，在早