近几年，癌症检测“新侦察兵”—液体活检的表现更加突出。作为体外诊断的一个分支，液体活检可以通过非侵入性取样降低检测危害，而且***准确，性价比高。     

图1 液体活检检测对象

目前，液体活检的检测对象有循环肿瘤细胞（CTCs），循环肿瘤DNA（ctDNA），循环RNA（circulating RNA）和外泌体。其中，ctDNA因研究前景广阔受到越来越多的关注。

ctDNA（circulating tumor DNA）是游离DNA（cell-free DNA，cfDNA）中的一类，带有特征性标记，可通过高通量测序技术实现对它的定性、定量和追踪。目前已发现的ctDNA特征性标记包括位点突变、核小体占有率及甲基化修饰差异，可根据这些指标的差异进行肿瘤的早期诊断、动态监测肿瘤的发生发展及疗效、耐药检测、复发风险评估和预后预测等。

下面，我们通过文献为大家介绍一下ctDNA的检测应用领域，揭开ctDNA在肿瘤研究中的神秘面纱~

1 肿瘤早期诊断

01 检测对象 ctDNA位点突变，ctDNA甲基化

02 检测技术 目标序列捕获测序，数字PCR，全基因组甲基化测序，简化基因组甲基化测序

03 案例分析

1 通过检测ctDNA突变可检出NSCLC

对58名早期非小细胞肺癌患者的肿瘤组织DNA及相应ctDNA进行测序分析，检测到135个突变，其中ctDNA突变为76个。对其中15个基因的tDNA和ctDNA突变情况进行比对，结果基本一致[1]。

图2 ctDNA位点突变与肿瘤的关系

2 利用ctDNA甲基化簇鉴定癌症样本

对65例癌症患者及对照组ctDNA进行全基因组甲基化测序，比对后发现147888个甲基化簇（MHB）。肺癌患者样本中，有明显的tissue-specific MHB信号，可以据此区分癌症及正常样本。

图3 ctDNA甲基化单倍型（MHB）可表征肿瘤

2 肿瘤分型与组织来源鉴定

01 检测对象 核小体占位，ctDNA位点突变

02 检测技术 ChIP-seq，目标序列捕获测序

03 案例分析

1 ctDNA核小体包含率差异与组织起源

文章通过对cfDNA进行深度测序发现游离DNA核小体包含率（nucleosome occupancies）与细胞中核体结构、基因结构与表达密切相关，可通过核小体包含率的差异揭示细胞类型的起源。

图4 cfDNA核小体分布与组织起源有关

2 ctDNA突变差异可用于肿瘤分型

对76名肿瘤活检分类为生殖B细胞样或非生殖B细胞样的患者进行分子亚型分析，然后使用基于ctDNA突变的检测方法进行同样的分型，结果的一致性为80%[4]。

图5 ctDNA突变可用于肿瘤分型

3 动态监测肿瘤发展与恶性程度

01 检测对象 ctDNA甲基化

02 检测技术 全基因组甲基化测序

03 案例分析

1 ctDNA甲基化水平判定肿瘤恶性程度

分析B细胞6个生长阶段及慢性淋巴细胞性白血病患者（CLL）血样的甲基化数据，根据ctDNA甲基化水平可将CLL的恶性程度进行区分（恶性程度LP＞IP＞HP），并且三种恶性程度的B细胞样本均可与结果不同生长阶段的正常B细胞甲基化水平对应[5]。

图6 ctDNA甲基化水平与肿瘤恶性程度相关

4 肿瘤预后评估

01 检测对象 ctDNA甲基化，ctDNA位点突变

02 检测技术 全基因组甲基化测序，简化基因组甲基化测序，目标序列捕获测序

03 案例分析

1 肝癌ctDNA样本中筛选出8个预后标志物

分析肝癌及对照组血液样本的DNA甲基化数据，对1933例样本进行靶向测序验证，筛选出8个预后相关标志物。

图7 筛选ctDNA甲基化差异位点作为预后预测靶位点

2 ctDNA的TP53、PIK3CA突变可表征患者预后效果

利用全基因组测序，对30例携带TP53、PIK3CA基因突变的患者治疗过程中的 ctDNA水平进行全程监控，发现ctDNA序列的动态变化与患者手术预后效果一致[7]。

图8 ctDNA序列动态变化与患者预后