循环肿瘤DNA是一个用于描述肿瘤细胞体细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡后释放进入血液循环系统的遗传物质细小碎片的术语。为了建立来源于循环肿瘤DNA的整个肿瘤基因组蓝图，科学家们“读取”每一个小片段，然后像解谜题一样把它们拼凑起来。在血液中，循环肿瘤DNA仅是整个游离DNA的一个小子集，因为大多数循环基因物质片段来源于正常细胞。
在一项纳入124例晚期乳腺癌、肺癌和前列腺癌的研究中，一种新的、高强度基因组测序方法在检出循环肿瘤DNA方面效率较高。在89%的患者中，肿瘤中出现≥1个的基因变异，该方法在血液中也能检出。总体而言，在肿瘤样本中发现的627个（73%）基因变异，通过这种方法在血液样本中也能发现。
这种创新的方法——采用高强度测序从血液中的循环肿瘤DNA上检出癌症——预示着早期癌症检出的未来检测方向。
这项研究中采用的高强度测序方法有广度和深度的独特组合，可以扫描基因组非常广泛的区域（508个基因和超过200万个碱基对或碱基核苷酸，例如A、T、C和G），而且准确性高（每个基因组区域会被读取60000次），产生的数据比其他测序方法多100多倍。这些巨大的数据将有助于开发一种血液检查来尽早检出癌症。
然而，不同于液体活检，包括商业检查，这种方法仅在已经确诊的癌症患者中检查相对一小部分基因组，以用于监测病变或者检查与药物或临床试验相关的变化。
主要研究
研究人员前瞻性地收集了161例转移性乳腺癌、非小细胞肺癌（NSCLC）或者去势前列腺癌患者的血液和组织样本。37例患者因为肿瘤或者游离DNA样本基因分析结果不可用而被排除。124例患者可用于一致性分析，研究人员将肿瘤基因变异与那些来自血液样本的循环肿瘤DNA进行了比较。
肿瘤组织采用MSK-IMPACT™进行分析，一种410个基因诊断性检查，可以提供与患者癌症相关的详细基因信息。在每个血液样本中，研究人员将血浆、血液液体部分从血细胞分离。游离DNA分别从血浆和白细胞基因组提取，然后用高强度、508-基因测序分析进行测序。
患者的肿瘤可能有各种各样地基因变异；同一个肿瘤的不同部位变异就有所不同，以及肿瘤扩散到机体的不同位置也有所差异。由于这些原因，非常广泛基因组区域地测序对识别肿瘤基因变异的数量和多样性至关重要。
主要结果
在89%的患者中，肿瘤中出现≥1个的基因变异，也可以在血液中检出（97%的转移性乳腺癌患者，85%的NSCLC患者，和84%的转移性前列腺癌患者）。总体而言，包括出现在大多数细胞的所有基因变异，不仅包括所有肿瘤细胞（克隆）还有那些来自肿瘤组织仅出现在癌症细胞子集（亚克隆）的变异，研究人员在组织样本中一共检出864个基因变异，覆盖三种癌症类型，其中627个变异也在血液中发现。
重要的是，之前没有来自肿瘤组织分析的相关知识，76%的突变在组织中检测到，也可以在血液中检出。
下一步计划
这项研究中的高强度测序方法是一个研究平台，不仅可用于患者。为了理解目前这类分析的性能和潜力，研究人员首次在晚期癌症进行试验。
评论
ASCO专家John Heymach认为：“我们一直观察与有关循环肿瘤DNA分析有用的报告。该项研究向成为成熟的早期肿瘤检出技术方向迈出了重要一步。”
首席研究作者Pedram Razavi教授指出：我们的研究结果显示，高强度循环肿瘤DNA测序是可能的，会为临床决策提供宝贵的信息，而且不需要任何肿瘤组织样本。这项研究也是研发血液检查用于早期癌症检出的重要一步。
该领域之前的研究主要侧重于应用来自肿瘤组织测序的知识来识别特定编译寻找循环肿瘤DNA。报道的这项研究的方法允许我们通过基因组部分来检出循环肿瘤DNA变异而不需要肿瘤组织提供信息。虽然针对一小部分癌症基因的循环肿瘤DNA检查已经用于常规实践来指导治疗，这种高强度测序方法通过覆盖更多的癌症基因数量，能够用于早期癌症检出。
这项研究预示着未来检测技术的发展，最终血液检查将用于早期癌症检出。在接受癌症筛查的患者中，肿瘤组织不可获得，但是可以通过检测循环肿瘤DNA变化，而不需要组织分析结果。
“寻找血液肿瘤DNA就像大海捞针一样。每100个DNA片段，只有一个来自于肿瘤，剩下的来源于正常细胞，主要是骨髓细胞。我们合并游离DNA和白细胞DNA的分析可以更灵敏地确认肿瘤DNA，深度测序也有助于发现罕见肿瘤DNA片段。”Razavi教授最后说道。
