血液检测癌症

从历史上看，癌症科学家研究肿瘤的方法是从然后在显微镜下观察它们，或者用扫描来确定癌症的位置。问题是，这两种方法中的任何一种都需要癌细胞具有足够可检测的大小。当它被检测到的时候，通常已经很严重了。但是现在，英国癌症研究所剑桥研究所的研究人员开创了一种利用肿瘤释放到血液中的DNA片段来追踪肿瘤的方法。这意味着癌症的行为和对治疗的反应，甚至是微小的肿瘤都可以被跟踪。克里斯·史密斯去见蒂姆·福斯，他是这项新技术的科学家之一，想看看它是如何工作的。

蒂姆:很长一段时间以来，人们都知道，如果你取一份血液样本，然后离心去除细胞，就会得到所谓的血浆。如果你观察血浆，你会发现你的基因组拷贝游离在细胞周围。所以，这是你的使用手册。同样已知的是，至少在某些癌症患者中，你会发现这种DNA的水平更高，游离于细胞之外。因此，人们希望你可以用它作为一种检测、监测和分析癌症的方法。

克里斯-遗传物质完好无损吗?你能把它当成一本所有页都按顺序排列的书来读吗，还是像有人把书摇晃了一样，所有的页都乱了?

蒂姆:它不是完整的，这是最大的挑战之一。这些指令通常有150到160个字母的长度。所以，我们有非常小的DNA碎片，很少有这种DNA的拷贝漂浮在血液中。

克里斯:大概有多少钱?

蒂姆:所以，在健康的个体中，大约有2000份说明书漂浮在1毫升血浆中。在一个得了癌症的人身上，你可能会得到一到两个你的癌症指令的副本，或者可能有很多你的癌症指令的副本。

Chris -你要怎么读这些混合的DNA基本上是160个字母，普通人有30亿个字母，然后把它们重新组合起来?所以，你把所有的书页按正确的顺序放回书里。

蒂姆:所以，一段时间以来，人们已经有了一些方法，可以寻找一个已知的导致癌症的特定缺陷，或者可能是几个缺陷。但我们研究的重点是看看我们是否真的能，如你所说，阅读这些指令，观察基因组的大区域，并试图了解癌症的问题所在，看看我们是否能通过观察血液来检测或监测癌症。所以，我们一直在用一种叫做下一代测序的方法来做这件事。如果你到这里来，我可以给你看看我们一直在用的机器。

所以，这是我们的下一代测序仪之一，我们使用它的方式是我们首先取一个血浆样本，然后从中提取DNA。然后我们使用一种叫做聚合酶链反应(PCR)的过程，这个过程可以让你复制说明书的某些部分。所以，为了做到这一点，你设计了一种叫做引物的东西，它是DNA的一小段，你可以针对我们想要读取的特定基因——在我们的例子中，是癌症基因。你可以用这些来挑选和放大说明书中你想要分析的部分。然后你要做的就是把这些放大的说明书放在下一代测序仪上。这样你就可以逐字逐句地阅读所有这些指令，并试图找到可能存在的缺陷，以及癌症特异性变化的地方。

克里斯:所以，有些人的癌症基因有基因拼写错误，我找不到一个更好的说法，这使得基因功能失调，出错，这导致了他们患上癌症或癌症的行为方式。

蒂姆:没错。所以，癌症本质上是你的指导手册上的一个错误，这是你得到错误的地方，给细胞带来了优势。这个细胞会生长得比它应该生长的要多。通过发现这些错误的指令，我们有一种方法来观察血液，了解癌症的问题所在，并潜在地计算出癌症有多大，或者你的治疗效果有多好，通过量化这些错误指令的数量。

Chris -同样地，如果某人的某个基因出了问题导致他们的癌症对某种药物没有反应，你就会看到这一点，这意味着你可以在病人意识到之前预测到这种情况的发生，所以，你可以改变药物治疗。

蒂姆:这当然是我们所希望的。所以，我们需要做更多的研究来了解不同类型的癌症，有多少DNA被释放出来。但可以肯定的是，从我们和世界各地的其他小组得到的早期结果来看，它表明，至少在某些类型的癌症中，正如你所说，你将能够理解癌症的问题所在，甚至在你必须通过其他过程看到它之前。然后开始调整你治疗个别病人的方式。

克里斯-并观察他们的反应。

蒂姆:当然。所以，一旦你发现血液中漂浮着这些特殊的基因变化，我们希望，至少对于某些类型的癌症，你将能够看到突变是否在减少，你的治疗是成功的，或者如果水平在增加，你的治疗应该潜在地改变。事实上，是否出现了新的突变，新的错误指令，表明癌症已经进化，你现在需要一种不同的治疗方法。

Chris -我想这一定会让作为科学家的你对癌症有一个全新的认识因为以前有人可能会给你一个人的癌症的一部分。现在，如果你只取一个血液样本，这对病人来说会更好，你会得到一个潜在的所有肿瘤的横截面，包括那些已经在身体周围扩散的肿瘤。

蒂姆:当然。所以，挑战是，有多少DNA被释放，这仍然是我们正在评估的东西。但假设释放的量足够，那么就像你说的，它可以让你描绘肿瘤的不同部分，在整个个体治疗过程中都是平等的。所以，在不可能进行活组织检查的情况下，你可以定期采集血液样本，并开始评估肿瘤的变化情况。

克里斯-就像液体活检一样。

蒂姆:当然。这就是我们开始用的术语。