癌症精準醫學之新選擇-液態切片

過去，癌症的確診主要依靠活檢技術。單一採樣之組織切片無法實時反映腫瘤的特徵。因此，我們非常需要一種更安全的採檢方法來獲取體內更全面及動態的信息，以即時反映癌症的發展和治療反應。

近年來，科學家逐漸發展出“液態切片(Liquid biopsy)”這項新技術。液態切片是指對周邊血或其他體液中的循環腫瘤細胞（Circulating tumor cells, CTCs）、循環腫瘤DNA（Circulating tumor DNA, ctDNA）、微小RNA（microRNA, miRNA）和細胞外囊泡(Extracellular vesicles, EVs）等生物標誌物進行分析。此方法能夠避免進行實體腫瘤穿刺，且能即時反映腫瘤的多樣變異(heterogenous)訊息。

圖一、液態切片的介紹以及循環腫瘤細胞的應用

a. 液態切片包括：周邊血液、心包膜積水、糞便、尿液、腹水、肋膜積水、唾液和腦脊液。其中周邊血液可用來分離循環腫瘤細胞、循環腫瘤DNA、循環腫瘤RNA和外泌體。

b. 循環腫瘤細胞可應用在早期診斷、預後預測、病情追蹤、分子診斷和治療反應評估。圖片出處: Circulating tumor cells in precision oncology: clinical applications in liquid biopsy and 3D organoid model. Cancer Cell International volume 19, Article number: 341 (2019)

「循環腫瘤細胞」這個名詞是在150年前被Thomas Ashworth 博士發現，CTC指的是從原發性腫瘤中分裂出來並在循環系統中以單一細胞或聚集成團的形式出現的癌細胞。爾後，醫學報導也陸陸續續證實，只要體內有腫瘤存在，就有機會產生轉移的情形。每公克癌組織每天會釋放100萬個新鮮的癌細胞到鄰近血管中。隨著血液全身循環。這些進入血液循環的癌細胞就是CTC (圖二)。

圖二、循環腫瘤細胞進入血液循環系統之過程

循環腫瘤細胞檢測新技術

由於血液循環中的CTC數目極少（在數十億紅血球和白血球中只有少數CTC），能夠有效分離出CTC是一個巨大的技術挑戰，因此徹底而準確的檢測方法對於進一步的臨床應用尤為重要。

CTC 的檢測和富集技術大致可分為兩類。首先是「正向篩選」之檢測方法，主要依靠抗體捕獲 CTC 上表達的表面腫瘤抗原(意即選定欲釣之魚種及相對應的魚餌)。儘管基於抗原-抗體的 CTC 檢測方法相對敏感，但由於腫瘤的多樣性，它們可能會漏掉很大一群不同特性的CTC。反之，「負向篩選」之檢測方法是基於大小的過濾方法或使用標定白血球標記物的抗體進行免疫磁性去除，以實現紅血球和白血球等血液主成分的去除。而未先預選魚餌及魚種的「負向篩選」之檢測方法，反而可以保留更多樣性之CTC。

循環腫瘤細胞檢測適用範圍

近年來，循環腫瘤細胞檢測的臨床價值逐漸受到重視，許多臨床研究不斷展開，這些研究成果都顯示循環腫瘤細胞檢測在癌症篩檢、病情追蹤等方面是重要的診斷工具。循環腫瘤細胞檢測可適用的癌症種類，幾乎已涵蓋國人死因十大癌種，包含:直腸、結腸癌、肛門癌、肺癌(含支氣管和氣管癌)、女性乳癌、肝癌、肝內膽管癌、膽囊癌、口腔癌、 前列腺癌、 甲狀腺癌、皮膚癌、 胃癌、 胰臟癌、 食道癌、 腎(含腎于癌)、 膀胱癌、 卵巢癌、 鼻咽癌、 子宮頸癌、 喉癌、泌尿道癌 (含輸尿管、尿道)等21種癌症。

循環腫瘤細胞檢測之早期篩檢應用

一些臨床研究已經發現在腫瘤發展的早期階段可以檢測到 CTC。這種方法已在肺癌報導研究中指出，168 名慢性阻塞性肺疾病患者每年接受螺旋電腦斷層掃描肺癌監測，所有CTC計數陽性的患者(共5位)在收案期間均發生肺癌。在這項研究中，CTC 比電腦斷層發現惡性腫瘤徵兆的時間早1到4年被檢測到。因此，CTC 檢測可以實現早期癌症檢測和早期治療的遠景，也可以幫助區分惡性和良性病變，並可能成為輔助診斷肺癌的有效生物標誌物。

 許多基礎健檢套組都有提供抽血癌症篩檢，這類的腫瘤指標在臨床上主要是用於癌症治療效果的評估和復發追蹤，而民眾一旦發現健檢腫瘤指數偏高則會十分焦慮。舉例來說，CA-199為常見的胰臟癌腫瘤指標。根據大型研究指出，真正胰臟癌的病人約有80%的人CA-199指數異常; 但所有CA-199異常的群體中，最後得到胰臟癌的機率卻小於百分之一 (0.5-0.9%)[2]。與一般腫瘤生化指標不同的是，CTC屬於活的腫瘤細胞，它攜帶整個腫瘤的分子及生物學訊息，可直接反映腫瘤在各個階段的變化。甚至可以在影像學尚未有訊號之前，更早偵測到腫瘤的發生及進程。因此，針對上述這些檢出CA-199數值異常的人，可以在第二線使用CTC檢測來決定是否要做更詳盡的相關篩檢。CA-199異常且CTC數值也偏高的健檢民眾，可以選擇無痛腸胃鏡、超音波、MRI等等檢查，進一步追查身體是否有異常之處; CA-199異常且CTC數值低於正常值的健檢民眾，可以持續追蹤CA-199及CTC數值的變化。

循環腫瘤細胞檢測之評估治療成效

在乳癌、肺癌、直腸結腸癌、前列腺癌的臨床研究顯示，作為一個輔助診斷工具，CTC檢測具有很好的靈敏性 (83-97%) 和特異性 (81-97%)[3-4]。而在非小細胞肺癌、轉移性癌症(乳癌、前列腺癌、直腸結腸癌)的臨床研究顯示，血液中CTC數量較低的病人，會有較好的治療成效。而即便是治療前CTC較高的病人，若是在治療過程中CTC變低，未來經過治療後的疾病發展情況也是比較好的。相反地，若在治療過程中CTC數量升高，則未來的疾病發展情況也會較差。

循環腫瘤細胞提供用藥指引

由於CTC是從腫瘤組織游離至血液中的細胞，因此CTC會帶有與原本的腫瘤組織相同的基因突變。以目前肺癌的臨床實驗結果顯示，在分離出的CTC上也能發現肺癌常見之表皮生長因子受體 (Epidermal growth factor receptor, EGFR) 基因突變，而此突變也與是否適合使用標靶藥物呈高度相關性; 當標靶藥物治療出現抗藥性的時候，科學家也可以從CTC中檢測出抗藥性的基因突變[5]。未來，可以藉由分析CTC的基因變異，找出適合的標靶藥物，並且在治療過程持續追蹤CTC的基因突變及數量變化，即時了解標靶藥物的治療效果。

哪些族群適合做循環腫瘤細胞檢測?

對受試者來說，只要抽取少量血液，且不需事先禁食，也完全不需擔心影像檢查可能會面臨的輻射線過度暴露或是顯影劑過敏的問題CTC檢測算是相當便利的篩檢方法。根據醫學研究，每毫升血液內的循環腫瘤細胞個數超過一定範圍，即可高度懷疑體內正有一個癌症在發展中。癌症轉移與治療預後也與CTC的多寡有密切的關係。因此癌症病患、具癌症家族史者、工作或生活作息具罹癌高危險因子者（如抽菸、酗酒、壓力大、常熬夜、或長期油膩少蔬果的飲食等）、懷疑罹癌者（如近期內體重下降、食慾不佳、或莫名疼痛久治不癒等)、及定期健康檢查民眾若能接受CTC的檢測，將能大幅提升癌症篩檢的效果及癌症病患的治療與病情監控品質，使癌症不再是聞之色變的絕症。         

                                 秀傳醫院醫療副院長                                                   

                                 秀傳癌醫中心副院長    林忠葦醫師  撰文   

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參考文獻 

[1] Sentinel” circulating tumor cellsallow early diagnosis of lung cancer in patients withchronic obstructive pulmonary disease. PLoS One (2014) 9,e111597

[2] The clinical utility of serum CA 19-9 in the diagnosis, prognosis and management of pancreatic adenocarcinoma: An evidence based appraisal J Gastrointest Oncol. (2012) Jun; 3(2): 105–119.   

[3] Novel Circulating Tumor Cell Assay for Detection of Colorectal Adenomas and Cancer. Clin Transl Gastroenterol. (2019) 10(10): e00088.

[4] Evaluation of the diagnostic value of circulating tumor cells with CytoSorter® CTC capture system in patients with breast cancer. Cancer Med. (2020) 9(5): 1638–1647.               

[5] NanoVelcro rare-cell assays for detection and characterization of circulating tumor cells. Adv Drug Deliv Rev. (2018)125:78-93.