最新的DNA科學可以將腫瘤類型與新療法相匹配，很快，血液測試也許能夠發現癌症的早期徵兆。
從血液檢測中看到癌症早期症狀
2018年夏天，49歲的斯塔爾·多爾比爾（Star Dolbier）因為左肺上有一個大腫塊而住進了馬里蘭大學格林鮑姆癌症中心，她知道自己的情況非常糟糕，晚期肺癌的五年生存率僅為6%。此外，她可能必須要經歷痛苦的活檢手術（醫生從她的胸壁切除她的肺部組織），並等待數周才能得到進一步結果。
因此，當她與新來的腫瘤醫生會面時，多爾比爾驚訝地發現這個醫學中心在進行研究試驗，分析腫瘤在她的血液中脫落的微小癌症DNA片段。矽谷一家名為Guardant Health的公司所做的新測試結果在一周之內就可以出來。
結果表明，她是EGFR基因突變的15％肺癌患者的其中一員，這使她可以接受一種新藥療法，該療法在幾個月前剛剛被批准用於晚期非小細胞肺癌患者。
通過檢測患者血液中癌細胞的遺傳痕跡，醫學家可以為更輕鬆的診斷和更有效的治療打開方便之門
該藥物是新一代靶向療法的一部分，根據患者獨特的生物學功能發揮作用。部分得益於這種藥物療法，美國癌症協會於今年早些時候宣布，2016年至2017年癌症死亡率單年下降達到了最大，特別是肺癌人數巨減。2019年，美國近14300人因肺癌喪生。
一年半後，新藥有效地治療了多爾比爾的癌症，「因為發現了我的基因里有特定的突變且可以服用某種特定的藥物，所以我現在可以過著正常的生活，」 多爾比爾說。
新治療方案
多爾比爾的治療過程體現了精準醫學在腫瘤治療中的潛力。新療法中，醫生利用患者的DNA更好地探查是什麼導致了他們的疾病，並據此開出個性化的藥物治療方案，而不是採用一刀切的護理標準。分析人士預測，未來兩年，新的個性化治療數量將超過普通癌症治療數量。截至2020年，已有針對30種癌症的靶向治療藥物。
作為創新的一部分，越來越多的癌症中心正在建立基因測序實驗室，更多的腫瘤學家建議患者對他們的腫瘤組織進行基因測序。然而，科學家們也希望從血液中了解癌症的更深層次的秘密，他們堅信這些秘密可以提供有關患者癌症複雜性的更全面的信息。
波士頓Dana-Farber癌症研究所的腫瘤學家帕西·雅納（Pasi A. Jänne）說：「一種腫瘤可能會告訴你一個信息，但並不是所有腫瘤都具有相同的基因改變，更何況它們還會不斷因治療而發生變異。事實上，腫瘤會把遺傳信息脫落到血液中，並體現不同癌症在全身會發生什麼事情，精準治療的方向就由此決定。」雅納補充說，「目前已經有五種經批准的肺癌基因亞型精確藥物。」
Foundation Medicine的科學家為DNA提取準備患者樣品
「我們現有的技術是成像掃描和手術組織活檢，兩者都很強大，但功能有限。」劍橋博德研究所癌症診斷中心副主任維克多·阿達爾斯泰因松（Viktor Adalsteinsson）說，「成像不能發現最小的癌細胞，這可能導致無定論的結果。手術活檢具有侵害性且很痛苦，不能在整個護理過程中反覆進行。」根據Nature Medicine2018年的一項研究，超過30％的非小細胞肺癌患者沒有足夠的組織進行標準檢測。
「除了確定患者的基因突變以選擇治療方法外，腫瘤學家還在術後檢查患者的血液，以查看是否在手術過程中清除了所有癌症，」阿達爾斯泰因松說，「這項新技術的目的是在新腫瘤長大到足以在常規掃描中檢測出來之前就能夠識別出復發癌症DNA的存在。」
血液檢查能否在早期檢測出癌症
該領域一直在等待的最大進步是在早期檢測出癌症的能力。如果這項技術可以被開發出來，那麼驗血可能會成為每年體檢的必檢部分，我們或許可以知道癌細胞何時首次出現在體內，何時可以治療。2016年，矽谷出現了一家開發這種早期檢測技術的初創公司GRAIL，在傑夫·貝佐斯（Jeff Bezos）和比爾·蓋茨（Bill Gates）等技術巨頭的支持下，它已籌集了超過16億美元的風險投資。
儘管GRAIL的首個產品距應用還有幾年的時間，但現在已經有50多家公司投身在所謂的「液體活檢」市場中。預計到2024年，這個市場將達到30億美元。基因測序最早商用大約在十年前，現在被稱為「非侵入性產前檢查」。測序儀可以分析母親血液中的胎兒DNA，並在懷孕9周初就檢測出嬰兒患有唐氏綜合症的風險，以及其他幾種遺傳性疾病，科學家們還發現這項技術可能會標記出孕婦的癌症。
瑞士羅氏（Roche）製藥公司於2018年率先獲得FDA批准，進行液體活檢測試，以鑑定出肺癌突變可以選擇新藥的患者。
10月，Guardant提交了FDA批准的Guardant 360測試，該測試分析了70多種癌症基因來確定治療方案，該公司正在研究另一種治療癌症復發的產品，並於去年秋天啟動了一項針對大腸癌患者進行早期檢測的研究。
2018年，JAMA腫瘤學對接受組織和血液檢測的非小細胞肺癌患者進行的研究發現，82例患者發生了重要突變，而47例患者僅組織發生了突變。同年，總部位於波士頓的基因組測試公司Foundation Medicine獲得了FDA的「突破性設備」稱號，以加速批准液體活檢的審批，該測試將分析324個基因和生物標記物，為轉移性癌症患者的治療提供依據。
液體活檢在檢測耐藥性方面更勝一籌
弗雷德里克國家癌症研究實驗室的科學家，以及普羅維登斯·聖約瑟夫健康分子基因組學實驗室的科學家，正在對聖地亞哥基因測序儀製造商Illumina開發的一項新測試進行研究，該測試可以分析關鍵癌症中的523個基因。聖地亞哥的Epic 科學公司正在開發液體活檢測試，以追蹤癌細胞隨著時間的推移發生的基因變化。當患者對特定療法產生耐藥性時，這些知識將提醒腫瘤學家要改變治療方法。
「發現可能導致耐藥的機制的能力在血液中可能比在組織中更好，」弗雷德里克國家癌症研究實驗室分子表徵實驗室主任米奇·威廉士(P. Mickey Williams)說。2019年，Nature Medicine對42位胃腸道癌症患者進行的一項研究發現，與分析同一患者基因多樣化的多個腫瘤的組織樣本相比，液體活檢在檢測這種耐藥性方面更勝一籌。專家們說，這個現象解釋了為什麼有些患者對靶向療法產生了抗藥性，而這些療法一開始可能對他們有很好的效果。
液體活檢技術還需攻克難關
儘管液體活檢有望改變癌症治療，但一些專家表示，該技術仍有一些難題需要攻克，尤其是在早期發現方面。
俄勒岡州波特蘭市普羅維登斯癌症研究所的分子病理學家卡洛·比弗利科（Carlo Bifulco）說，「並非所有的癌症都會以相同的方式在血液中釋放DNA，這些癌症的信號可能很難被發現。另一個挑戰是，基因測序技術非常靈敏，它也可以識別健康人的基因突變，但這些基因突變不會對他們的健康構成威脅。」
液體活檢有望改變癌症治療
「會發生多少次虛假警報？」加州拉霍亞斯克里普斯研究所所長埃里克·托普（Eric Topol）問，「我們的細胞中有很多突變，但很少會變成癌症。我不希望它們導致許多不必要的焦慮和昂貴的診斷評估。一種更實用的方法是使用基因檢測來識別高危患者，然後使用血液檢測來進一步篩查他們。當癌細胞急劇擴散時，人們會死亡。但如果你可以在微觀階段（在醫學掃描可以看到任何腫塊之前）接觸到它，那將可能阻止擴散，但我們還沒達到這個技術。」
根據GRAIL的研究現狀，我們距離技術突破真的很近，也許就是一到兩年。 「我們可以通過早期發現在降低死亡率方面產生巨大影響，」首席醫療官兼對外事務主管約書亞·奧夫曼（Joshua Ofman）說，「我們的測試旨在檢測任何癌症，並通過一次抽血檢測出其在體內的位置。我們的目標是將錯誤率降到1％以內，事實上我們已經做到了。」
該公司正在使用一種研究甲基化或基因表達方式的技術，並結合機器學習算法對非癌症信號進行分類，計劃在今年晚些時候會將最新研究結果反饋給醫生和患者。
事實上，液體活檢已經成為晚期癌症患者的主流醫學的一部分。「許多癌症患者不知道除了器官活檢和MRI、CAT掃描，還有另一種治療方式。」托普說。
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