血液及其他体液中含有癌症来源的成分，可以实现疾病的分子鉴定，有助于早期诊断、准确预后、个性化治疗以及疾病监测。来源于肿瘤的物质包括循环肿瘤细胞（CTC）、循环肿瘤DNA（ctDNA），以及RNA、蛋白标记物和细胞外囊泡（如外泌体）。　　

　　当患者出现可疑的肿块或症状时，医生做的第一件事可能是进行组织活检 – 收集细胞进行仔细检查。然而，这个过程多半是侵入性的、危险的、疼痛的。于是，研究人员开始寻找替代或补充的方案。液体活检（liquid biopsy）应运而生，主要是利用血液等体液来检测分子标志物。　　

　　血液及其他体液中含有癌症来源的成分，可以实现疾病的分子鉴定，有助于早期诊断、准确预后、个性化治疗以及疾病监测。来源于肿瘤的物质包括循环肿瘤细胞（CTC）、循环肿瘤DNA（ctDNA），以及RNA、蛋白标记物和细胞外囊泡（如外泌体）。　　

　　当肿瘤细胞死亡时，它会将DNA分子释放到血液中。血液中的这些核酸经过纯化后可利用PCR、新一代测序（NGS）或芯片技术来分析。在过去的几年中，一些研究表明，液体活检可以检测到关键的癌症突变，恰恰是传统肿瘤活检中检测到的那些。　　

　　液体活检甚至优于标准的组织活检，因为肿瘤的各个部分和所有转移灶都可能被采样。最近的数据表明，在大多数情况下，循环肿瘤DNA的分析忠实地反映了在所有已知的癌症转移灶中发现的突变，甚至优于这种方法（比如检测到的突变比组织活检更多），表明对循环肿瘤DNA进行测序可提供一份更完整的全身癌症的分子图谱。此外，获得患者血液也完全不成问题，因为这个过程的风险极小并且成本很低。　

　　每次只要少量的血液（通常为几毫升），就可以通过连续的液体活检来监测癌症治疗效果，或筛查癌症的复发情况。对于癌症的极早期检测，这种方法的灵敏度可能很有优势，例如监测手术后的癌症复发，或开展群体的大规模筛查。如果液体活检可以在预防性筛查项目中改善肿瘤的早期检测，这将有助于提高患者的生存率，特别是那些早期检测手段有限的肿瘤类型。　　

　　从另一方面来看，液体活检的几项最新研究表明，这种方法的成功率与肿瘤重量以及活检时患者的肿瘤分期有关。在肿瘤重量轻的情况下，由于濒死的肿瘤细胞数量有限，释放到血液中的DNA有限，故这种方法的成功率不高。此外，它在不同类型的肿瘤中的表现也不尽相同，与胶质母细胞瘤相比，结肠癌等肿瘤释放出的DNA更多。因此，液体活检的成功率主要依赖于肿瘤类型、分期和重量。　　

　　分析游离DNA的技术和方法大致可分为靶向和非靶向方法。靶向方法检测已知的特定遗传突变，而非靶向方法不需要先验知识，能够发现新的疾病标志物。因此，非靶向方法不仅适用于癌症的早期检测，也适用于肿瘤治疗后的连续分析。　　

　　不过，通过液体活检获得的游离DNA数量有限，这影响靶向和非靶向方法的使用。在通过全外显子组测序或全基因组测序分析游离DNA的情况下，这个因素更关键。例如，全外显子组测序的标准建库过程大约需要100 ng的游离DNA。

　　靶向测序方法也需要一定量的游离DNA来制备文库。比如说，在利用QIAseq panel制备Illumina测序文库时，通常需要10-40 ng游离DNA。当然，获得足够量的游离DNA，目前仍然具有挑战性，也是需要克服的主要障碍。　　

　　第二个问题是肿瘤细胞来源的其他DNA的污染。存在于血浆、脑脊液、尿液、腹水等体液中的游离DNA可以大致分为三类。首先是较小的片段（160-170 bp及其倍数），它们源于细胞内基因组DNA的凋亡降解。然后是较大的片段，主要来源于坏死细胞的死亡。最后是从外泌体中脱落的DNA，以及其他一些不太了解的过程。　　

　　来源于凋亡的DNA片段也可以在健康人群中检测到，并且会由于锻炼或感冒而自然地增加。然而，较大的DNA片段通常不会出现在健康人群中，因此在肿瘤学领域似乎是更具诊断意义的种类。例如，随着肿瘤分期的进展，较大DNA片段的比例明显增加。

　　在液体活检领域，其他一些大有希望的临床应用是通过分析母亲的血液（这也是人们所熟知的无创产前诊断，NIPT）来诊断胎儿染色体异常（特别是染色体三体）；以及对移植患者中的移植物排斥进行诊断和监测。人们可以在患者血液中检测供体组织的DNA，若太多则意味着它被免疫系统攻击。

　　美国临床肿瘤学会（ASCO）和美国病理学家协会（CAP）最近指出，目前还需要新的研究和技术来充分展示液体活检的临床有效性以及临床应用，才有望将液体活检应用于未来的精准医疗。然而，一旦克服了这些局限性，液体活检就有可能对肿瘤的早期诊断产生深远的影响。　　

　　根据最新的预测，液体活检市场规模到2022年将达到20.5亿美元，复合年增长率为23.4％，其中试剂盒和消耗品将成为增长最快的部分。