上游产业包括捕获、基因扩增、试剂耗材以及测序仪器四部分组成。前面提到,捕获和基因扩增是实现检测的前提。
目前液体活检技术主要可分为两类,一类是ctDNA检测,另一类则是TCT检测。
CTC检测技术难度较大,其难点就在于物理分离方法无法分离出体积较小的肿瘤细胞,并且容易混入杂志;免疫亲和法则需要识别细胞表面抗原进而设计更具普适性的抗体。因此,CTC检测严重受限于细胞捕获技术。
CellSearch循环肿瘤细胞检测系统是强生开发的计数分析循环肿瘤细胞(CTC)的全新产品。这是全球第一个也是唯一获得FDA和CFDA批准,用于恶性肿瘤疾病管理的检测CTC的商业化产品。
但由于捕获方式存在较大局限,而且无法实现活细胞捕获病进行后续用药指导检测,该系统早在2016年就宣布停产。
CellSearch的捕获技术是免疫亲和法,通过肿瘤表面特异性表达的抗原与抗体结合,对CTC进行染色标记和磁化。
国内使用免疫富集技术的还有中科纳康的肿瘤捕手,以及格诺生物的Cytoplorare。其中,肿瘤捕手是基于多肽纳米磁珠捕获技术;Cytoplorare则采用的是叶酸抗体,主要针对肺癌。
另一种方法则是物理分离法,利用CTC的细胞尺寸、密度以及电荷极性等特征实现与正常细胞的分离,常用的有过滤法、微流控法以及电极法。
益善生物的产品Canpatrol采用的是过滤法,根据CTC与正常细胞的大小差异,通过薄膜过滤提纯CTC。
华大基因在2016年与新加坡液体活检公司Clearbridge BioMedics签署战略合作协议,扩展其CTC富集分离系统ClearCell® FX1在中国地区的推广和应用。
ClearCell® FX1采用的则是微流控技术。和卓生物的UniCyte细胞捕获仪同样是基于微流控技术,能够实现含量仅为百万分之一的循环细胞捕获。
ctDNA检测与无创产前检测有相似之处。ctDNA主要来源于凋亡的肿瘤细胞,根据肿瘤患者的临床分期,ctDNA在cfDNA(cell free DNA)中所占的比例也不等,因此ctDNA检测被广泛应用于肿瘤的早期诊断和复发监测。
受益于测序技术的发展,ctDNA是有望最早成熟的液体活检技术。目前ctDNA研究主要有两个方向,一种是利用测序技术直接获取ctDNA序列信息,另一种则是利用DNA扩增技术检测包含特定序列ctDNA浓度。
前一种需要将特定序列捕获,分离纯化再进行测序;扩增子测序则使用特定的引物对样品进行多级PCR后纯化获得特定序列进行测序。
这两种方法分别需要提前完成基因捕获和扩增,但大多数捕获试剂盒产品都依赖国外企业定制,比如 Illumina、Life Technologies、Agilent Technologies等。
艾吉泰康在2015年推出了资助开发并优化的液相芯片捕获法TargetSeq和多重PCR靶向扩增法MultipSeq。这是目前两类主流基因组DNA靶向捕获产品,也是为数不多的“中国造”产品。