液體活檢作為傳統活檢的替代技術和早期癌癥篩查的新技術，是“精準醫學”領域具有代表性的診斷技術，可以通過無創采血獲得腫瘤信息，輔助癌癥治療。

目前，液體活檢中腫瘤起源的主要生物標志物有循環腫瘤細胞(CTC)、循環腫瘤DNA(ctDNA)、外來體和循環RNA。這些物質都可以通過腫瘤周圍的血管進入血液循環。通過取血樣檢測這些物質，可用于腫瘤的早期診斷、治療選擇、預后判斷和療效監測。

圖：液體活檢的內容和功能

一、循環腫瘤細胞(Circulating Tumor Cells， CTCs)

1869年，澳大利亞醫生阿什沃斯首次提出了循環腫瘤細胞的概念。目前，CTCs是指外周血中的各種腫瘤細胞。

CTCs轉移過程中必經階段：

CTCs可以通過從腫瘤組織脫落、遷移到血管、穿過血管進入血液循環、克服自身和血液循環中各種因素的殺傷作用、最終種植形成新的轉移灶等幾個生理步驟成功侵襲轉移，從而促進相關疾病的進展。

圖：CTCs轉移流程

CTCs的檢測：

CTCs的檢測包括細胞富集和細胞檢測兩個部分，可以通過不同的方式組合形成不同的技術。最常見的富集方法是抗體介導的或物理富集，然后是免疫組織化學計數或遺傳分析。

圖：CTCs細胞富集和細胞檢測過程(A線顯示磁珠-抗體富集法；b行顯示了物理富集方法；C行顯示了最常用的細胞檢測方法。)

通過血液中CTC的數量、蛋白表達和序列檢測可以獲得腫瘤的病理信息。

目前，已經開發了一代CTC技術用于CTC數量檢測。

Immunicon的Cellsearch CTC檢測系統于2004年獲得FDA認證，是FDA批準臨床使用的唯一一代CTC檢測系統，可以說是業界的金標準。2012年，Cellserach系統通過CFDA認證，進入中國市場。Immunicon已被強生子公司Veridex收購。第一代CTC技術雖然已經進階到臨床應用，但目前的技術水平還不完善，只能用于檢測CTC的數量，無法進行進一步的深入檢測。此外，由于敏感性低，其應用僅限于轉移性乳腺癌、轉移性結腸直腸癌和轉移性前列腺癌。

第二代CTC技術正在加速研發。與第一代CTC相比，第二代CTC將能夠實現對CTC細胞除基因測序、蛋白質表達、染色體變異水平等更全面的檢測。獲得更多的腫瘤信息，同時靈敏度也會進一步提高，從而實現腫瘤的早期發現和治療。CTCR&D參與公司較多，但目前未獲批上市的產品未形成行業標準，也沒有行業巨頭，處于參與者較多、技術不斷成熟的競爭態勢。

二、血漿游離腫瘤DNA('Cell-Free' Circulating Tumor DNA，ctDNA)

CtDNA(循環腫瘤DNA)，即循環腫瘤DNA，是來自腫瘤基因的DNA片段，在人體血液循環系統中不斷流動，并攜帶一定的特征(包括突變、缺失、插入、重排、拷貝數異常、甲基化等。).一般來源于壞死或凋亡的腫瘤細胞、循環腫瘤細胞和腫瘤細胞分泌的外泌體。通過對ctDNA片段的捕獲和測序，可以獲得腫瘤特異性的突變信息，可以幫助醫生進行診斷，給出個性化的用藥指導。

ctDNA的檢測：

目前ctDNA的檢測平臺有第二代基因測序和數字PCR，可以分別檢測ctDNA的序列信息和數量，適用于非小細胞肺癌、乳腺癌、結直腸癌、皮膚癌等常見腫瘤。目前檢測到的靶基因多為KRAS、PTEN、EGFR、BRAF等流行基因。ctDNA的片段捕獲需要預先知道并準備好待檢測的突變，突變庫的制備過程繁瑣且成本高。CtDNA還沒有通過FDA認證，目前還在科研階段。與CTC相比，兩者都屬于

外泌體是細胞分泌的30-150nm的囊泡，內含復雜的RNA和蛋白質。它們主要來源于細胞內溶酶體顆粒內陷形成的液泡，與細胞膜融合后釋放到細胞外基質中。

1983年在綿羊網織紅細胞中發現的外泌體成為近年來研究領域的明星，大量相關研究被報道。特別是2015年以來，外泌體的研究和應用發展迅速，國家自然科學基金委關于外泌體的成功項目和發表的文章數量顯著增加。

圖：國家自然科學基金委獲獎項目

三、外泌體(exosome)

外來體是腫瘤診斷、腫瘤發展和腫瘤治療的重要參與者。

外來體的主要功能是運送各種生物分子，包括蛋白質、多肽配體、DNA和RNA。因此，腫瘤細胞分泌的外泌體在腫瘤的發展和治療中發揮作用，主要表現在以下幾個方面：1。促進腫瘤細胞的發育、侵襲和轉移；2.促進腫瘤血管生成；3.腫瘤免疫調節；4.腫瘤化療增敏。

圖：外來體在腫瘤發展中的作用

外泌體與腫瘤發展

外泌體數據庫ExoCarta目前包含9769個蛋白質、4946個mRNA條目、3408個mRNA、2838個miRNA和1116個脂質條目。

在通過超速離心或磁珠提取外來體后，分離的外來體可以用作蛋白質或RNA(微小RNA和LncRNA)。36%的研究人員通過Westernblot或其他方法鑒定蛋白質，29%的研究人員通過qPCR分析microRNA表達譜，9%的研究人員通過芯片分析microRNA表達譜。與此同時，還有許多新一代測序用戶，其中13%的人使用NGS進行microRNA/microRNA研究，9%的人進行mRNA研究。此外，基于組學研究的質譜分析越來越常用。此外，目前大部分工作還處于科研階段，后續對生物標志物的開發和驗證較少，對診斷和治療的開發更少。Razvi認為，外來體的定性和定量研究是一個快速增長的市場。與此同時，流通生物標志物市場存在機遇和挑戰。然而，無創產前檢測技術的成功讓人們相信，循環生物標志物有望在腫瘤等疾病的診斷中發揮作用。

液體活檢技術使早期篩查癌癥成為可能。無論是在腫瘤診斷、治療還是監測領域，液體活檢的優勢使其成為最有前途的腫瘤無創診斷方法，具有極高的臨床應用價值和市場前景。

整個液體活檢領域大致可以分為上游的樣本采集技術、中游的測序服務和下游的數據分析。上游技術和下游數據分析是技術壁壘較高的環節。目前，R&D公司還專注于上游技術開發，數據積累是后續環節。基因測序是一個相對成熟的環節。國內提供測序服務的公司，如華大基因、金奎大診斷等，已經占據了一定的市場，測序技術也在不斷更新。

圖：中國液體活檢企業產業布局匯總

根據動脈網對2017年年中國內液體活檢相關企業產業布局的測繪，液體活檢可分為六大子領域，即上游捕獲、基因擴增、試劑和儀器市場；中游檢測服務市場和下游數據市場。

因為上游市場的技術難度，更多的企業選擇在中游布局。目前涉及上游捕獲市場的企業13家，基因擴增相關企業6家，中游企業37家。