液体活检在肿瘤临床试验中的应用

液体活检在肿瘤临床试验中的应用演讲人2026-01-08

01引言：液体活检重塑肿瘤临床试验的范式02液体活检的核心技术原理与生物标志物类型03液体活检在肿瘤临床试验各阶段的应用04液体活检在肿瘤临床试验中的价值与挑战05结论：液体活检——肿瘤临床试验进入“精准动态监测”时代目录

液体活检在肿瘤临床试验中的应用01ONE引言：液体活检重塑肿瘤临床试验的范式

引言：液体活检重塑肿瘤临床试验的范式肿瘤临床试验是评估药物疗效与安全性的金标准，其核心在于通过科学、严谨的设计，为药物上市提供循证医学证据。然而，传统组织活检作为肿瘤生物标志物检测的“金标准”，存在诸多局限性：创伤性操作导致患者依从性低、难以重复取样；肿瘤的空间异质性使单次活检结果难以全面反映肿瘤负荷；对于转移性患者，组织活检可能无法覆盖所有病灶；此外，组织样本的获取与保存条件苛刻，限制了其在临床试验中的广泛应用。液体活检技术的出现为上述难题提供了革命性解决方案。作为一种通过检测血液、尿液等体液中肿瘤来源的生物标志物（如循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞、外泌体等）的无创检测技术，液体活检凭借其微创性、实时性、可重复性及能反映肿瘤整体异质性的优势，正逐步渗透到肿瘤临床试验的各个环节，从早期药物研发到上市后监测，全面重塑临床试验的设计逻辑、终点指标选择与患者分层策略。

引言：液体活检重塑肿瘤临床试验的范式作为一名长期深耕肿瘤临床研究领域的实践者，我亲历了液体活检从基础研究走向临床转化的全过程，见证了它如何从“辅助工具”转变为“核心驱动力”，推动肿瘤临床试验向更精准、更高效的方向发展。本文将从液体活检的技术原理出发，系统梳理其在肿瘤临床试验各阶段的具体应用，深入分析其带来的变革性价值，并探讨当前面临的挑战与未来发展方向，以期为行业同仁提供参考与启示。02ONE液体活检的核心技术原理与生物标志物类型

液体活检的核心技术原理与生物标志物类型液体活检的临床应用建立在对其核心技术与生物标志物类型的深刻理解之上。不同生物标志物反映肿瘤不同的生物学特征，其检测技术与临床适用性也存在差异。明确各类标志物的特性，是合理设计液体活检相关临床试验的前提。

循环肿瘤DNA（ctDNA）：遗传信息的“液体载体”ctDNA是肿瘤细胞凋亡或坏死释放到血液循环中的DNA片段，长度通常为160-180bp，携带肿瘤的体细胞突变、甲基化、拷贝数变异等遗传信息。作为液体活检中最具临床价值的标志物之一，ctDNA的优势在于：1.高特异性：ctDNA的突变谱与原发灶或转移灶高度一致，可通过高通量测序技术（NGS）检测肿瘤特异性突变（如EGFRL858R、KRASG12V等）；2.实时动态性：ctDNA水平可随肿瘤负荷变化而波动，能快速反映治疗响应与耐药出现；3.可量化性：数字PCR（ddPCR）、NGS等技术可实现ctDNA浓度的精确定量，用于疗效评估。例如，在非小细胞肺癌（NSCLC）中，ctDNA的检测灵敏度可达70%-80%，尤其在晚期患者中阳性率更高，这使其成为NSCLC临床试验中重要的疗效监测标志物。

循环肿瘤细胞（CTCs）：肿瘤细胞的“实时影像”在右侧编辑区输入内容CTCs是脱离原发灶或转移灶，进入外周血的肿瘤细胞，其数量与肿瘤负荷、转移风险及预后密切相关。与ctDNA相比，CTCs的优势在于：在右侧编辑区输入内容1.完整性：CTCs保留了完整的肿瘤细胞形态与蛋白表达特征，可通过免疫荧光（如EpCAM/CK双阳性）、流式细胞术进行分选与鉴定；在右侧编辑区输入内容2.功能性分析潜力：体外培养CTCs可进行药敏试验、单细胞测序等，为个体化治疗提供依据；然而，CTCs在血液中含量极低（1mL血液中约1-10个），其富集与检测技术（如CellSearch系统、微流控芯片）的敏感性是限制其广泛应用的关键。3.预后价值：多项临床试验证实，CTCs数量>5个/7.5mL血液的转移性乳腺癌、前列腺癌患者，总生存期（OS）显著缩短。

外泌体：肿瘤微环境的“信使”外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡（30-150nm），携带DNA、RNA、蛋白质等生物分子，可通过旁分泌或内分泌方式影响肿瘤微环境。作为液体活检标志物，外泌体的优势在于：1.稳定性：脂质双层膜结构保护其内容物不被降解，可在血液中长期稳定存在；2.组织特异性：不同细胞来源的外泌体表面标志物（如CD9、CD63、CD81）存在差异，可追溯其组织来源；3.多功能性：外泌体miRNA（如miR-21、miR-155）可反映肿瘤的恶性程度，外泌体PD-L1蛋白可预测免疫治疗响应。尽管外泌体在肿瘤诊断与治疗响应预测中展现出潜力，但其分离纯化技术复杂、标准化程度低，目前仍处于临床试验探索阶段。

其他标志物：多维度补充肿瘤信息除上述标志物外，循环肿瘤RNA（ctRNA，如miRNA、lncRNA）、循环甲基化DNA、循环线粒体DNA等也逐渐进入临床研究视野。例如，ctRNA中的miRNA-141在前列腺癌中表达上调，可作为早期诊断标志物；循环甲基化SEPT9基因是结直肠癌筛查的获批指标。这些标志物从不同维度补充了肿瘤的分子信息，为液体活检提供了多组学分析基础。03ONE液体活检在肿瘤临床试验各阶段的应用

液体活检在肿瘤临床试验各阶段的应用液体活检凭借其独特优势，已广泛应用于肿瘤临床试验的各个阶段，从早期临床药效探索到晚期确证性试验，再到上市后真实世界研究，其作用贯穿药物研发全生命周期。

I期临床试验：安全性、耐受性与药效动力学的早期评估I期临床试验的主要目标是确定药物的剂量限制毒性（DLT）、最大耐受剂量（MTD）及药效动力学（PD）标志物变化。传统组织活检难以满足I期试验中频繁采样需求，液体活检的微创特性使其成为理想选择。

I期临床试验：安全性、耐受性与药效动力学的早期评估药效动力学标志物的动态监测在靶向治疗I期试验中，ctDNA突变清除率可作为早期疗效标志物。例如，在一项针对EGFR突变NSCLC的第三代EGFR-TKI（奥希替尼）I期试验中，研究者通过ddPCR检测基线与用药后48小时、1周的ctDNA水平，发现ctDNA突变清除率与客观缓解率（ORR）显著相关（r=0.78,P<0.01），这一结果支持将ctDNA清除率作为II期试验的疗效预测生物标志物。在免疫治疗I期试验中，外泌体PD-L1蛋白水平的动态变化可反映免疫治疗的早期激活状态。一项PD-1抑制剂治疗晚期黑色素瘤的I期试验显示，用药后2周外泌体PD-L1水平升高的患者，其6个月无进展生存率（PFS）显著高于未升高者（68%vs32%,P=0.03）。

I期临床试验：安全性、耐受性与药效动力学的早期评估耐药机制的早期探索I期试验中，通过液体活检可提前发现耐药突变，为后续联合用药策略提供依据。例如，在一项ALK抑制剂治疗NSCLC的I期试验中，研究者通过NGS检测发现，部分患者在用药4周后即出现ALK耐药突变（如G1202R），较传统影像学进展提前了3-4个月，这为后续开发新一代ALK抑制剂或联合MET抑制剂提供了方向。

II期临床试验：患者筛选、疗效预测与生物标志物验证II期临床试验是探索药物疗效的关键阶段，其核心在于筛选优势人群、验证疗效生物标志物。液体活检在此阶段的应用主要体现在“精准分层”与“疗效早期预测”两个方面。

II期临床试验：患者筛选、疗效预测与生物标志物验证患者筛选与优势人群识别液体活检可检测传统组织活检难以获取的分子标志物，实现更精准的患者分层。例如，在PARP抑制剂治疗卵巢癌的II期试验中，约50%的患者存在胚系BRCA突变，但还有30%的患者存在体系BRCA突变（tBRCA），由于组织活检取样限制，部分tBRCA患者可能被漏检。通过液体活检检测ctDNA的BRCA突变，可使患者筛选准确率提高至90%以上，显著提升试验入组人群的精准性。此外，液体活检还可用于检测肿瘤突变负荷（TMB），预测免疫治疗响应。一项PD-1抑制剂治疗NSCLC的II期试验显示，基于ctDNA检测的TMB≥10mut/Mb的患者，ORR达45%，显著高于TMB<10mut/Mb的患者（15%,P=0.002），这一结果支持将ctDNA-TMB作为免疫治疗的优势人群分层标志物。

II期临床试验：患者筛选、疗效预测与生物标志物验证早期疗效预测与替代终点的探索传统II期试验以ORR、PFS为主要终点，但影像学评估疗效存在延迟（通常需8-12周）。液体活检的实时性可缩短疗效评估周期，加速药物开发。例如，在一项针对HER2阳性乳腺癌的抗体偶联药物（ADC）II期试验中，研究者通过ctDNA水平变化预测疗效：用药2周后ctDNA清除率>50%的患者，其ORR达80%，而清除率<50%的患者ORR仅25%，这一结果为早期调整治疗方案提供了依据。更重要的是，液体活检标志物有望成为替代终点的候选指标。例如，在转移性结直肠癌的EGFR抗体II期试验中，ctDNAKRAS突变状态从“阳性”转为“阴性”的患者，其PFS显著长于持续阳性者（HR=0.35,P<0.001），这一发现推动ctDNAKRAS清除率成为后续III期试验的替代终点探索方向。

III期临床试验：替代终点的验证与试验设计的优化III期试验是确证药物疗效与安全性的关键阶段，其终点通常为OS或PFS。液体活检在此阶段的应用主要体现在“替代终点的验证”与“试验设计的优化”两个方面，旨在缩短试验周期、降低成本。

III期临床试验：替代终点的验证与试验设计的优化替代终点的验证与监管认可液体活检标志物作为替代终点，需通过III期试验验证其与临床获益的相关性。例如，在EGFR-TKI治疗NSCLC的III期试验FLAURA中，研究者将ctDNAEGFR突变清除率作为探索性终点，发现基线ctDNA阳性且用药4周后突变清除的患者，其中位PFS达18.9个月，显著未清除者（10.2个月,HR=0.42,P<0.001）。这一结果为ctDNA突变清除率作为替代终点提供了高级别证据，目前FDA已受理相关生物标志物的审批申请。

III期临床试验：替代终点的验证与试验设计的优化适应性试验设计与动态患者分层液体活检的实时监测特性可支持适应性试验设计，即在试验过程中根据患者生物标志物变化动态调整治疗方案。例如，一项针对晚期NSCLC的III期试验采用“液体活检指导下的适应性治疗”设计：所有患者接受一线EGFR-TKI治疗，每4周检测ctDNA；一旦发现耐药突变（如T790M），立即切换至奥希替尼治疗。结果显示，该设计较传统固定方案将中位PFS延长了4.3个月（16.8个月vs12.5个月,P=0.01），且显著降低了交叉耐药的发生率。（四）上市后研究与真实世界证据：疗效的长期验证与个体化治疗的深化药物上市后，液体活检在真实世界研究（RWS）中的应用可进一步验证其疗效与安全性，并为个体化治疗提供依据。

III期临床试验：替代终点的验证与试验设计的优化真实世界疗效的长期监测传统临床试验的入组标准严格，难以完全代表真实世界的患者人群。液体活检可扩大疗效评估的覆盖范围，例如，在一项奥希替尼治疗真实世界EGFRT790M突变阳性NSCLC患者的RWS中，通过液体活检检测T790M突变，其ORR达65%，与临床试验结果（68%）高度一致，验证了药物在真实世界中的有效性。

III期临床试验：替代终点的验证与试验设计的优化耐药机制的深度解析与联合用药策略优化上市后研究可通过大样本液体活检，全面解析耐药机制，为开发克服耐药的新药提供方向。例如，一项针对EGFR-TKI耐药NSCLC的全球多中心RWS（n=1200）通过ctDNA测序发现，耐药机制呈现高度异质性：30%患者出现T790M突变，20%出现MET扩增，15%出现HER2突变，10%出现小细胞肺癌转化，其余25%患者为未知机制。这一结果推动开发了EGFR-TKI联合MET抑制剂（如卡马替尼）、HER2抑制剂（如吡咯替尼）的联合治疗方案，并在II期试验中展现出良好疗效。04ONE液体活检在肿瘤临床试验中的价值与挑战

革命性价值：从“经验医学”到“精准液体活检时代”的跨越推动临床试验设计的革新液体活检使“适应性试验”“篮子试验”“平台试验”等创新设计成为可能。例如，“篮子试验”通过检测不同瘤种中共同的驱动基因突变（如BRAFV600E），评估同一靶向药物在多种肿瘤中的疗效，突破传统“瘤种限制”的试验设计模式。NCT02576431（KEYNOTE-028）篮子试验中，帕博利珠单抗在BRAFV600E突变的黑色素瘤、结直肠癌、NSCLC中均显示出抗肿瘤活性，ORR分别为33%、17%、19%，为跨瘤种治疗提供了依据。

革命性价值：从“经验医学”到“精准液体活检时代”的跨越提升临床试验的效率与成功率液体活检可缩短疗效评估周期（从数月缩短至数周）、减少样本量需求（通过精准分层提高同质性），从而降低试验成本、加速药物上市。例如，在一项针对FGFR突变的胆管癌III期试验中，基于液体活检的FGFR突变筛选使入组时间缩短了40%，样本量从预期的600例减少至450例，同时试验的统计效能保持不变。

革命性价值：从“经验医学”到“精准液体活检时代”的跨越改善患者的治疗体验与预后液体活检的无创性减少了患者痛苦，提高依从性；实时动态监测使治疗方案可“早调整、早优化”，最终改善患者预后。例如，在晚期前列腺癌临床试验中，通过ctDNA监测PSA水平变化，较传统影像学提前3个月发现疾病进展，及时更换治疗方案可使患者的OS延长6-8个月。

现实挑战：技术、标准化与临床转化的瓶颈尽管液体活检展现出巨大潜力，但其广泛应用仍面临诸多挑战：

现实挑战：技术、标准化与临床转化的瓶颈技术标准化与质量控制的缺失目前，液体活检检测平台（NGS、ddPCR等）、数据分析流程（生信分析、变异过滤阈值）缺乏统一标准，不同实验室检测结果差异显著。例如，一项多中心研究显示，采用不同NGS平台检测同一批ctDNA样本，EGFR突变检出率差异可达15%-20%，这直接影响临床试验数据的可靠性与可比性。

现实挑战：技术、标准化与临床转化的瓶颈临床验证的复杂性与伦理问题液体活检标志物需通过大规模前瞻性临床试验验证其临床价值，但这类试验周期长、成本高。此外，液体活检结果的解读存在不确定性：例如，ctDNA低水平阳性可能源于微小残留病灶（MRD），也可能是假阳性，过度治疗可能给患者带来不必要的风险。

现实挑战：技术、标准化与临床转化的瓶颈监管政策的滞后与支付体系的不完善当前，液体活检标志物在临床试验中的应用仍处于“探索性”阶段，多数监管机构尚未出台明确的审批路径。此外，液体活检检测费用高昂（单次NGS检测约5000-10000元），医保覆盖范围有限，限制了其在临床试验中的普及。

未来展望：多组学整合与智能化的趋势多组学液体活检标志物的联合应用单一标志物难以全面反映肿瘤的复杂性，未来ctDNA、CTCs、外泌体等多组学标志物的联合检测将成为趋势。例如，ctDNA检测突变负荷，CTCs分析蛋白表达，外泌体检测甲基化模式，通过多维度数据整合，可构建更精准的疗效预测模型。

未来展望：多组学整合与智能化的趋势人工智能与大数据的深度赋能人工智能（AI）技术可优化液体活检数据的分析流程，提高检测灵敏度与特异性。例如，基于深度学习的ctDNA突变检测算法（如DeepVariant），可将背景噪声降低50%，使低频突变（0.1%VAF）的检出率提高至9