ctDNA 液体活检目前是精准肿瘤学应用研究中的热点，主要通过检测血液中游离的循环肿瘤细胞(CTCs)或者循环肿瘤DNA片段(ctDNA)等物质来对癌症疾病做出诊断。其原理在于肿瘤细胞在经历凋亡或坏死等阶段时会释放DNA片段进入血液循环系统中，而这些DNA片段往往包含了肿瘤的体细胞突变，同时其丰度与肿瘤的大小和阶段紧密相关。

　　相较于传统的肿瘤组织活检技术，ctDNA 液体活检具备更多优点，比如采样速度快，价格便宜，侵入性极小，同时能够追踪肿瘤的一系列发展变化。更重要的是，肿瘤组织活检在事先不知道是肿瘤的情况下是无法进行的，而ctDNA液体活检却具备识别未知病变的能力，它还可以检测微小残余病灶(MRD)来检测肿瘤治疗情况，甚至可以在健康人群中进行癌症筛查。

　　近日，由美国FDA牵头、美国阿肯色医学科学大学研究组、美国国家毒理学研究中心研究组、SEQC2 Oncopanel Sequencing Working Group 等研究组组成的联合团队在 Nature 子刊Nature Biotechnology发表了题为 Evaluating the analytical validity of circulating tumor DNA sequencing assays for precision oncology 的研究。

　　文中提到，随着ctDNA液体活检的快速发展，这一技术也面临着重大挑战，因此，研究团队建立了一个跨平台、多实验室参与的技术平台，借此对ctDNA液体活检技术的有效性进行综合评估，并为该技术的未来发展提出了建设性的改进建议。

　　doi :10.1038/s41587-021-00857-z, 2021

　　研究提到，虽然ctDNA液体活检正在迅速运用于精准肿瘤学中，但是其短板更需要引起注意。比如，液体活检需要通过检测游离DNA(cell-free DNA)进行诊断，但是如果游离DNA片段过小，将对体细胞突变检测产生更高的挑战，其准确性或许会大打折扣。此外，ctDNA检测也会受到大量实验变量的影响，这些变量可能会导致测序错误，例如，游离DNA片段过小将抑制靶向富集，影响复杂位点或突变的解析。

　　由此，研究团队采用模拟与合成对照试验，并加入了对人造人类ctDNA作为参比物质的实验室能力对比验证，以测量ctDNA测序工作流程中每个步骤变量所产生的影响。他们首先分别通过操作模拟试验与合成试验，确定会造成ctDNA检测偏差的因素。在模拟试验中，研究人员建立了包含有155个癌症基因的模拟库，结果显示，ctDNA在检测较短的DNA片段深度时，其检测到突变的敏感度降低，这将阻碍显著基因例如RAS基因家族的检测效果，这表明，即使没有试验变量的影响，基因组本身就将对ctDNA检测的效果产生很大影响。

　　而在合成对照试验中，研究人员使用了被称为“亮片”的合成DNA来评估ctDNA检测突变的效果。“亮片”是一种人工合成的DNA序列，它能够模拟人类的自然基因和突变。结果显示，肿瘤基因变异频率对于ctDNA检测的影响大于变异类型，同时，肿瘤异质性也是重要的影响因素之一，ctDNA检测灵敏度在外显子的边缘区域、高/低GC含量的区域以及低序列复杂区域出现了显著地降低。这些结论也显示，在患者治疗期间，准确识别低频ctDNA突变的丰度变化存在着较大困难。

　　接下来，研究团队集合了罗氏、因美纳、IDT、燃石医学以及赛默飞5家在ctDNA领域拥有领先技术的企业，对它们的液体活检产品展开了测试与评估。研究人员先从十种不同的人类癌症细胞系中，提取了相同丰度的基因组DNA，将它们汇集在一起以创建一个模拟癌症样本，并将它们送往包括美国、英国、中国、澳大利亚在内的12家临床研究机构中展开测试与评估。每个ctDNA检测会在2-3个独立的实验室进行，每个实验室为每个测试样本生成4个技术复制品，每个测序样本由相关的ctDNA检测产品供应商进行分析，最终总共进行了360次ctDNA检测分析。