想象一下，一种简单的血液检测就能在最早、最可治愈的阶段标记出大多数类型的癌症。几十年来，这个想法——“液体活检”——一直是肿瘤学领域的圣杯。理论上，液体活检可以在肿瘤被触摸、症状或影像学发现之前就检测到它。血液检测可以避免外科医生从可疑肿块和病变中切取组织样本的需要，并有可能揭示潜伏在针头和手术刀无法安全到达的部位的癌症。它们还可以确定是什么类型的癌症正在扎根，以及哪种治疗方法可能最有效。
圣杯尚未到手，因为在一管血液中找到确定的癌症信号很困难，但近年来的进展令人印象深刻。去年，《科学》杂志发表了第一项针对多种癌症类型的DNA和蛋白质的液体活检的前瞻性大型研究，该研究在10,000名健康的年长女性中进行。尽管远非完美，但约翰·霍普金斯大学开发的、并由诊断公司Thrive获得许可的名为CancerSEEK的血液检测，发现了26例通过传统筛查（如乳房X光检查和结肠镜检查）未被发现的恶性肿瘤。一项规模更大的研究正在伦敦启动，对象是25,000名有吸烟史的成年人，使用的是一家大胆地命名为Grail的公司的血液检测。
没有一种多癌种血液检测接近获得批准，但美国食品和药物管理局已通过将CancerSEEK指定为“突破性设备”来表示其热情，因为其具有挽救生命的潜力。今年，一些更有针对性的血液检测也获得了这一地位，包括一项（来自Bluestar Genomics）旨在在高危人群中检测胰腺癌的检测，以及其他一些旨在寻找已接受癌症治疗的患者体内癌症复发迹象的检测。“突破性”清单“加快了审查过程”，开发CancerSEEK的约翰·霍普金斯大学科学家之一尼古拉斯·帕帕佐普洛斯解释说。
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液体活检可以依赖于多种生物标志物，除了肿瘤DNA和蛋白质之外，例如游离的癌细胞本身。“据信肿瘤内部存在大量的周转，”国家癌症研究所的癌症生物学家安娜·罗布尔斯解释说，“当细胞死亡时，碎片会释放到血液中。”
罗布尔斯解释说，搜索的困难之处在于，“如果您患有早期癌症或某些类型的癌症，可能不会有很多DNA被释放出来”，检测可能会遗漏它。理想的血液检测将具有非常高的特异性（发现只能是癌症的突变或其他信号）和非常高的灵敏度，以便即使是微小的肿瘤也能被发现。为了应对这一挑战，CancerSEEK 寻找 16 个基因上的癌症特异性突变以及与癌症相关的 8 种蛋白质，并且这些蛋白质具有高度灵敏的检测方法。在一项使用更新版本的测试的研究中，它检测到超过 95% 的卵巢和肝脏肿瘤，以及约 70% 的胃癌、胰腺癌和食道癌，但仅检测到 33% 的乳腺肿瘤和仅 43% 的 1 期癌症。泛癌液体活检要证明其在早期检测中的有效性，还需要进行更大规模、成本更高的研究。
简单的检测并非唯一目标。理想的液体活检还将确定癌症可能发生的位置，以便对其进行治疗。“突变通常在不同类型的癌症中共享，因此如果您在血液中发现它们，您不知道该突变是来自胰腺癌还是肺癌，”休斯顿 M.D.安德森癌症中心的胰腺癌科学家阿尼尔班·迈特拉说。为了解决这个问题，一些较新的液体活检会寻找基因表达的变化——是开启还是关闭——而不是基因本身的变化。迈特拉指出，这些变化“更具器官特异性”。
在不久的将来，液体活检将帮助已经确诊癌症的人。去年，FDA 批准了前两项此类检测，它们扫描肿瘤 DNA，以便医生可以选择靶向突变药物。科学家们正在研究血液检测，以检测已完成治疗的患者体内癌症复发的早期迹象。帕帕佐普洛斯说，这项关于“微小残留病灶”的工作进展迅速。“问题是：它能拯救生命吗？”
这就是 Thrive 和 Grail 等公司必须为其广泛而雄心勃勃的筛查测试回答的问题。高误报率或漏报率，或检测到生长缓慢且不重要的癌症的趋势，将毫无用处。“这些公司必须证明他们可以检测到早期癌症，更重要的是，早期检测可以对癌症生存率产生影响，”迈特拉观察到。“那是圣杯中的圣杯。”