液体活检专题
近十年来，液体活检研究热度不断攀升，多个国家以及地区的研究纷纷投入其中。
一、传统肿瘤检查之“痛”
如果某人不幸确诊患上恶性肿瘤，似乎将面临无尽的“痛苦”和“危险”。除了各种治疗方法要“折磨”他的身体，各种定期检查、药物疗效评估方法也给病人带来了巨大的“痛苦”。
整个肿瘤诊疗过程，从筛选到初步诊断，到手术诊疗，再到放化疗，病人都离不开影像检查和病理活检。其中，病理检查是肿瘤诊断的“金标准”，医生会根据肿瘤位置、发病阶段等因素选择穿刺或手术采集肿瘤标本，制成病理切片活检，进行诊断或病情评估。不过，这种传统的检查方式存在局限性，例如：
部分病灶体积太小，影像学检查难以准确定位，医生无法操作活检，不得不让患者等待一段时间（有时候甚至是几个月）再来检查，导致病情延误；
部分病灶无法穿刺（例如肝脏、大脑部位肿瘤）取样；
手术采集肿瘤标本，给患者带来很大痛苦，并且不能频繁进行，因此不便用于持续性肿瘤监测；
传统活检手段往往只能监测单一器官，不适合常规体检使用；
直接从肿瘤提取组织可能进一步刺激肿瘤，激发癌细胞快速增长。
血液检查则提供了另一种备选方案。通过测定某些血液肿瘤标志物（通常是蛋白，例如癌胚抗原CEA、肿瘤特异性生长因子TSGF、甲胎蛋白AFP），可以快速诊断肿瘤存在状态、生长情况，效率大大提升，诊断方式更加便捷。
然而血液肿瘤标志物同样具有一些限制，包括：
假阳性率高。部分肿瘤标志物在特定正常生理情况或良性疾病下也可以异常升高。
稳定性差。肿瘤标志物容易受到生理状态影响，波动性大。肾功能衰竭、风湿病、吸烟、酗酒、服用药物等均可能导致浓度增高。
一种肿瘤标志物往往与多种肿瘤相关，同样一种肿瘤也可能引起多种肿瘤标志物升高。
假阴性率高。肿瘤标志物正常，并不能排除肿瘤发生。有的肿瘤自始至终肿瘤标志物都不升高，有的肿瘤其早期标志物正常，疾病进展后才升高。
液体活检技术的出现，弥补了上述的一些缺点。肿瘤的监测、用药评估等方面，液体活检技术大大提高了检测时效性和准确性，在一定程度上减轻了肿瘤患者的“检查之痛”。
二、液体活检是什么
液体活检技术，实质上是体外诊断中的分子诊断技术，在样本来源上的延伸（从组织延伸至血液、体液、外泌体等，临床更多采用血液），通过检测肿瘤或转移灶释放到血液循环中的肿瘤细胞(CTC)和肿瘤DNA(ctDNA)碎片,早期筛查、检测肿瘤，或评估药物疗效等。由于其非侵入式取样特性，是检测肿瘤、辅助治疗的突破性技术，是“精准医疗”代表性的诊断技术。
表1 肿瘤标志物检测和液体活检的区别
三、 液体活检的应用方向
液体活检技术可应用于肿瘤的早期筛查、检测、用药指导、评估、观察，贯穿癌症诊治全程，同样是液体活检技术的核心优势之一。
1.肿瘤筛查：当肿瘤生长到一定阶段，会向血液循环释放肿瘤细胞（CTC）或者肿瘤DNA（ctDNA，CTC和ctDNA将在后续文章中详细介绍），通过检测它们有助于筛查肿瘤。
2.肿瘤分期分级：循环系统是肿瘤转移的重要途径，如果将外周血CTC计数和染色作为临床分期的参考条件，可增进对肿瘤分期的理解，有利于医生制定肿瘤治疗方案。另一方面，在癌症突变的不同阶段，CTC含量和ctDNA突变情况都可能会不同，有助于医生判断病人的肿瘤进展。
3.预后评估：癌症患者接受治疗有效，CTC数量将会相应减少；疗效欠佳，CTC数量变化很小。因此血液CTC含量变化可以帮助判断治疗效果，了解病人耐药情况和疾病进展，进一步调整治疗方案。
4.精准用药（个体化治疗）：同一种癌症，突变仍然可能不同，对不同药物反应各异。FDA目前已经批准了大量根据肿瘤基因型突变的癌症个性化用药指导方针。传统上利用肿瘤组织活检或手术取得的组织标本检测肿瘤基因突变。目前研究表明，ctDNA突变与肿瘤组织突变具有高度相似性，分析血液ctDNA可以帮助医生判断病人肿瘤的突变类型，制定用药方案。
5.耐药监控：肿瘤患者接受一段时间化疗治疗后，相当一部分会出现耐药。过去只能在化疗随诊时才能回顾性评价，且传统组织活检只能检测肿瘤组织局部区域，不能反应肿瘤的动态变化。近年来，越来越多研究表明，检测患者外周血ctDNA突变类型的变化，可能是实时监测肿瘤药物耐药一种非常有效的方法。
6.肿瘤转移、复发：肿瘤转移和复发是肿瘤致死的主要原因，多数肿瘤若能早期检测到转移、复发，患者还有较大的治疗机会。但传统影像学检测对肿瘤转移和复发的早期预警灵敏度和及时性尚有不足。癌症复发早期，血液CTC、ctDNA即增加。
四、液体活检的市场规模
1.全球市场规模预测
图2 国际液体活检全球市场规模（亿美元）
资料来源：GoldmenSachs Report，浙商证券研究所
高盛将液体活检分为早期筛查、诊断分型、伴随检测和病情监测四个领域，预计全球市场潜力可达230亿美元，并预测市场需要5-15年才能快速发展并成熟。
2.中国市场规模预测
图3 中国液体活检癌症早期筛查市场规模预测
资料来源：GoldmenSachs Report，浙商证券研究所
预计未来癌症早期筛查市场规模约在518亿元人民币，其中男性肝癌、胃癌和肺癌未来市场空间较大，而女性乳腺癌由于发病年龄早，发病率高，是未来癌症早期筛查市场空间最大的瘤种。
结合目前液体活检发展的势头来看，虽然液体活检在癌症治疗市场份额相对较小，但对肿瘤患者而言是“刚需”。预计未来2-5年内，这部分市场会率先开始发展。早期筛查市场虽然空间大，但是目前技术尚未达到临床需求，而且价格高，客户接受程度低，推广困难。技术突破和成本降低是肿瘤早期筛查市场的催化剂。
最后，强调两点内容：
1.液体活检尚不能用于肿瘤早筛。早筛是指对肿瘤的预测，以及早期肿瘤的检查。因为只有当肿瘤生长到一定阶段后，CTC或者ctDNA进入血液，才能通过液体活检的方式检测出来。而此时，肿瘤往往已经生长到一定规模，不再是早期肿瘤了。
2.液体活检技术不是传统检查的替代技术。肿瘤的初步诊断、确诊和疗效评估，应该根据实际情况，结合影像、肿瘤标志物和液体活检等检查方式综合判断。液体活检在一定程度上解决了传统技术的部分局限性，但尚不足以替代传统检测技术。
液体活检专题（二）——技术分类
一、液体活检的技术分类
目前，液体活检主要包括CTC（circulatingtumor cells，即循环肿瘤细胞）检测、ctDNA（circulatingtumor DNA，循环肿瘤DNA）检测和外泌体（Exosome）检测三类技术。
图1 液体活检分类
资料来源：浙商证券研究所
图2 各类液体活检技术的区别
二、液体活检各类技术的研究情况
1.CTC检测的临床研究统计
截至2018年4月13日，全球共有CTC检测相关研究589项，其中美国259项，中国96项。地区分布如下：
图3 全球CTC检测研究分布
资料来源：ClinicalTrails
2.ctDNA检测的临床研究统计
截至2018年4月13日，全球共有ctDNA检测相关研究212项，其中美国56项，中国30项。地区分布如下：
图4 全球ctDNA检测研究分布
资料来源：ClinicalTrails
3.外泌体检测的临床研究统计
截至2018年4月13日，全球共有外泌体检测相关研究77项，其中美国26项，中国6项。地区分布如下：
图5 全球外泌体检测研究分布
资料来源：ClinicalTrails
上述数据表明，研发进度上CTC>ctDNA>外泌体，北美>西欧>东亚，未来北美和欧洲依然将是液体活检研究和应用最活跃的地区。
CTC检测的临床研究最多，技术最成熟，未来可能首先实现产业化。目前全球已有9个CTC的四期（上市后）临床实验，预计1-2年内会有更多CTC检测产品面世。ctDNA研究相对较少，临床研究主要处于一期和二期，预计2-3年后产品才会逐渐上市。外泌体研究起步晚，临床研究非常少，仅有1例四期临床的实验。
目前国内进行CTC、ctDNA检测的液体活检公司数十家，基于组织活检的基因检测公司则数量众多。但是，具有临床试点资质的医院较少，样本资源有限，成为各大公司争抢的对象。未来液体活检将面临一个大的整合阶段，那些能够占领渠道和临床资源的公司势必在竞争中处于优势地位，并有望通过整合其他公司而发展壮大。
三、国内外液体活检产品的审批情况
1.美国液体活检产品审批情况
FDA目前仅批准了三款液体活检相关产品，分别是杨森诊断公司（Janssen Diagnostics）的Cell Search（基于CTC检测），Epigenomics公司的Epipro Colon技术（基于ctDND检测），以及罗氏的cobas EGFR突变检测试剂盒v2。
图6 美国批准的第一个CTC 检测系统--CellSearch
资料来源：CellSearch 说明书，浙商证券研究所
图7 美国批准的第一个ctDNA 检测产品--EpiproColon
资料来源：EpiproColon 说明书，浙商证券研究所
图8 cobas EGFR 突变检测试剂盒v2
资料来源：浙商证券研究所
（1）CellSearch
美国FDA在2004年、2007年和2008年分别批准CellSearch 系统用于转移性乳腺癌、结直肠癌与前列腺癌的预后评估、无进展生存期和总生存期预测。我国CFDA在2012年批准了CellSearch 系统用于转移性乳腺癌的预后评估。虽然目前市场上的CTC检测仪器很多，但是这是唯一一款通过FDA认证的仪器。
（2）EpiproColon试剂盒
2016年4月，美国FDA批准了Epigenomics公司以血液为基础筛查结直肠癌的EpiproColon技术。结直肠癌病人Septin9基因V2区域的胞嘧啶会发生甲基化，而正常人不发生。外周血Septin9基因发生的甲基化可以通过DNA的特异扩增检测。EpiproColon（Septin9基因甲基化检测试剂盒）能检测血液中Septin9基因V2区域发生甲基化的CpG岛bisDNA序列。临床数据显示EpiproColon可检出68%的病例。这是FDA批准的第一款基于ctDNA进行肿瘤筛查的产品。
（3）cobasEGFR突变检测试剂盒v2
这是一款以血液为基础、伴随抗癌药特罗凯（Tarceva，通用名：erlotinib，厄洛替尼）治疗的诊断试剂盒。采用cobasEGFR Mutation Test v2检测患者血液样本中存在的特定NSCLC突变（外显子19删除或外显子21[L858R]置换突变，10-20%的NSCLC病例存在这类突变）帮助鉴别可能从特罗凯（Tarceva）治疗受益的患者。这是FDA批准的首个以血液为基础、用于检测非小细胞肺癌（NSCLC）患者表皮生长因子受体（EGFR）基因突变的检测试剂盒。
2. 中国液体活检产品审批情况
中国市场方面，CFDA目前除批准了杨森诊断公司（JanssenDiagnostics）的Cell Search以外，仅批准了三个国内产品：（1）格诺思博公司的叶酸受体阳性CTC检测试剂盒；（2）友芝友公司的循环肿瘤细胞快速染色液；（3）艾德生物的ctDNA检测试剂盒
图9 CFDA 批准的第一个CTC检测试剂盒—CytoploRare
资料来源：格诺思博，浙商证券研究所
图10 CFDA 批准友芝友公司的循环肿瘤细胞快速染色液
资料来源：友芝友公司官网，浙商证券研究所
图11 艾德生物的人类EGFR突变基因检测试剂盒（Super-ARMS?）
资料来源：艾德生物官网
从中国和美国液体活检的产品来看，液体活检总体来说还处在萌芽期，产品很少，市场尚未打开。主要的新产品都在近年才公布，可以说未来还有很大的发展空间。
液体活检专题（三）——产业链和行业问题
近几年，液体活检概念比较火爆，属于热门投资领域。有没有朋友好好想想，这个领域可能存在一些问题？
一、液体活检行业的产业链
液体活检行业的产业链可以描述为：上游器械、原材料——中游产品生产——下游数据处理。
1.上游器械和原材料产品技术壁垒高
器械主要包括CTC分析仪、数字PCR仪、二代测序仪等，试剂盒的关键原材料是抗体和芯片。这些仪器和原材料的生产技术壁垒很高，ZL保护严格，国外公司（赛默飞世尔、奥林巴斯等）形成了高度市场垄断。国内已有几家公司通过并购实现二代测序仪的生产，但产品性能与国外产品相比差距较大，产品同质化严重，竞争激烈。
2.中游企业
中游试剂盒生产企业数量较多，竞争激烈。上期文章已经分析了国内外目前在研产品数量。国内友芝友、益善生物等企业的液体活检产品已经获得CFDA上市审批，产品均为I类或者II类器械。
3.下游企业
下游主要考虑两个要素：一是销售能力，由于液体活检并不是主要的肿瘤检验方式且价格偏高，受众规模小，医院采购量有限，有渠道进入医院的企业可以“占山为王”，因此中游企业对销售渠道的依赖比较严重；二是数据解读分析能力，解读准确度高、速度快的产品必定更受市场青睐。
该类产品尚不能进入医保目录是制约销售的关键因素。医院要考虑“药占比”，液体活检产品高昂的价格，导致其进入公立医院必然面临重重困难。因此很多产品都是进入了非公立的肿瘤治疗中心、民营医院、第三方检验中心等机构，销售数量有限。
二、液体活检行业面临的主要问题
1.液体活检仅被看作是组织活检的替补方案
患者如何在液体活检和组织活检之间选择，取决于检查的目的是什么。初始诊断优先选择组织活检，只要患者能够提供足够的组织样本；如果组织样本不足量，液体活检可以是替补方案。因此，液体活检不会替代其他检查方式，也难以抢占传统活检的市场份额。
2.假阴性问题
如果液体活检的结果为阳性，可以作为制定治疗方案的依据之一。问题在于，阴性结果能否采纳需要进一步验证。许多肿瘤的CTC、ctDNA数量不足或者肿瘤存在明显异质性，导致肿瘤即使突变，液体活检试剂盒也不一定能捕捉到CTC或ctDNA，血液检查结果也可能为阴性。因此，液体活检难以用于早筛，更多用于肿瘤中后期（IV期以后）的治疗效果评价（但是这个结论，目前也被第4条中的一篇综述文献推翻了）。
3.价格高，暂时不能进医保目录，推广难度大
低通量液体活检产品价格低廉，但是检出率也较低，应用前景有限。高通量产品对部分肿瘤的检出率高达80%-90%，但价格偏高。以华大基因个性化诊疗检测Oseq-T/ctDNA为例，该产品可一次性检测508个基因，并解读100种抗肿瘤药物和基因变异的关系（包含化疗药物26种，已经获FDA批准靶向药物47种以及正在进行临床III/IV期试验药物27种），灵敏度、特异性高达99%，产品官网标价14800元/次。患者整个治疗过程平均要检查3-4次，液体活检费用在5-8万元左右。国内部分厂家的CTC检测产品，单次检查费用在5000-8000元左右，整个疗程检查总费用近5万元。同时，这类产品尚未纳入医保目录，普通民众较难独立接受如此高昂的价格。
4.对cfDNA产品的可靠性质疑
年初，美国临床肿瘤学会（ASCO）在《Journalof Clinical Oncology》杂志发表了一篇题为“Circulating Tumor DNA Analysis in Patients With Cancer: American Society of Clinical Oncology and College of American Pathologists JointReview”的综述文章，对ctDNA的分析有效性、临床有效性和临床实用性提出质疑。调查结果显示：（1）以前的部分研究指出，ctDNA更适合用于晚期癌症的筛查，而非用于临床早筛，但是目前看来，即使用于晚期癌症，其有效性和合理性也没有足够的证据来证明；（2）还没有足够的证据支持常规使用ctDNA检测早期癌症，并以此做出治疗决策、监测治疗效果、寻找残留癌细胞；（3）液体活检与组织检测经常结果不一致，因此阴性液体活检结果应与肿瘤组织基因分型对比确认。文章强调，ctDNA检测结果必须与其他信息结合，才能为患者提供最佳选择。
因此，液体活检技术，对于资本圈而言是makesense，对于医学界而言，可能是nosense！那么，这个领域真正的商业化价值会是什么？（个人认为可能是单个瘤细胞的捕获和分离，用于后期继续研究。仅代表个人观点，持不同意见的朋友欢迎讨论）
液体活检的三个领域中（CTC、ctDNA和外泌体的检测），CTC检测产品技术更为成熟，部分产品已经上市销售。ctDNA产品的性能近期频受质疑，外泌体则处于早期研发阶段，尚未有企业推出产品。
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