癌症，自古以來威脅著人類的生命。就算是在醫療極度發達，癌症治療陸續出爐的現今，得到某些種類的癌症仍然等同於死刑宣告。追根究柢，多是因為癌症發現的太晚，或是惡化的太快。舉例來說，神經膠細胞瘤（Glioblastoma）就是惡化得很快，而如肺癌、大腸直腸癌、胰臟癌等，則常因症狀出現時癌症早已到了晚期，而導致相對高的死亡率。美國在推動大腸直腸癌早期篩檢之後，大腸直腸癌的死亡率下降了超過20%，由此可見，及早檢測、發現潛伏的癌細胞是相當重要的。
除了一些癌症有預防篩檢（如子宮頸抹片、糞便潛血檢查等）外，現在檢測癌症的方式不外乎兩項：以影像學（如 X 光、斷層掃描）和以組織切片檢查。影像學有其限制，很多太小的腫瘤在影像上是看不到的，而組織切片又相對侵入性，而且要在切片之前定位病灶。對於一個體內有腫瘤萌發，但仍未有明顯症狀的人而言，想要早期檢測癌症除了定期篩檢以外別無他法，而就算定期篩檢，也不一定就能發現異樣。因此醫師與科學家們無不想盡辦法克服其中的障礙。
這幾年來，因為基因檢測的技術日增月益，慢慢的一個想法開始成形：要是我們能檢測到體液（如血液、尿液、脊髓液）中的微量癌細胞 DNA 或癌細胞本身，或許就能早期檢測癌症。這種想法所衍伸的技術，相對於組織切片，因為其檢測的對象是體液，理所當然就被稱作液態切片（liquid biopsy）。
而這奠基在一個前提：癌細胞 DNA 或癌細胞能在體液中被發現。事實上，科學家們早在血液中發現微量的癌細胞（Circulating tumor cells, CTCs），以及游離在細胞外的DNA（cell-free DNA, cfDNA）。cfDNA 長度約150-180 bp，據推測是組織中的細胞壞死時放出來的，其中包含正常細胞的 DNA 以及在癌症病患中可以發現的癌症 DNA（cell free tumor DNA, ctDNA）。我們可以從血液中分離出微量癌細胞或 cfDNA ，並檢測其突變，就能了解病患體內是否有癌細胞潛伏。更進一步，若能偵測到來自腫瘤細胞的特定突變，對於癌症藥物的選擇將更有幫助，或是根據新的突變調整用藥。
當然這種技術所需克服的關卡眾多，其一便是癌細胞與不正常 cfDNA 在血液中本來就相當稀少，在癌症病患每毫升的血液中，約含有 60 億顆紅血球、700 萬顆白血球，以及無數血小板，然而癌細胞也不過 1-10 顆而已。其二在檢測微量的 cfDNA 時，也必須克服種種技術問題，光是要想如何檢測突變，如點突變（point mutation）、染色體異位（translocation）就傷透腦筋了。就算檢查出來癌細胞擁有何種突變，我們還是不知道癌細胞「在哪裡」，因為突變位置和器官並不能一一對應，身體不同器官的癌細胞，也可能會有相同的突變。在不清楚癌症位置的情形下，得知身體內有癌細胞滋長的病人，只能定期追蹤，等到癌細胞位置能被其他方式檢測到才能處理，這樣對他無異是種折磨。
這兩年來，因為細胞胞外小體（或外吐小體，exosome）被發現在癌症轉移的重要性（參考癌症生物學系列文章：我是生活改造王－癌細胞透過胞外小體改變周遭環境），其在液態切片的地位也逐漸嶄露頭角。胞外小體是由細胞所吐出的小小囊泡，內含部分 DNA、RNA 與蛋白質，可以被細胞分泌出來，調控細胞間的溝通傳訊等，包含癌細胞在內，所有細胞都會分泌胞外小體，而胞外小體在血液中含量眾多，每毫升血漿達到千億個。因為其帶有 RNA，可以反映出細胞內哪些基因正被積極轉錄，藉由分析與比對血中的胞外小體和 cfDNA 與 CTC，我們對癌症的檢測能力又硬是往上提升了一個等級。
液態切片技術正在蓬勃發展，全世界的眾多實驗室、醫院與生技公司都在搶奪這塊大餅。隨著我們手中的利器越來越多，並且在臨床試驗中取得可以接受的靈敏度、特異度與可行性，在可預見的幾年內，我們將能看到它的實用性。
圖片來源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4017867/
參考資料：
