液態活檢這一概念最早在1974年由Sorrells等提出，檢測對象包括：循環腫瘤細胞(circulating tumor cells,CTCs)、循環腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)以及腫瘤外泌體（exosome），它們來源於腫瘤組織，存在於血液，可以提示腫瘤發展進程及抗藥性等信息，指導個體化精準治療。
液體活檢是什麼？
腫瘤患者血液中存在少量循環腫瘤細胞以及由壞死癌細胞釋放的少量循環腫瘤 DNA。通過檢測血液中的循環腫瘤細胞（CTC，cycle tumor cell）和循環腫瘤DNA（ctDNA，cycle tumor DNA）對患者腫瘤進行診斷與監測的方法被稱為液體活檢。在臨床實踐中,獲得腫瘤患者組織樣本只有手術活檢和穿刺活檢兩種。相比於傳統的活檢方法，液體活檢具有副作用小、操作簡單、能重複取樣等有點。
液體活檢的發展歷程
液體活檢包含了 CTC 與 ctDNA 技術 。
1、CTC技術的發展歷程及現狀
在 1896 年，澳大利亞學者 Ashworth 在一例轉移性腫瘤患者血液中首次觀察到從實體腫瘤中脫離並進入血液循環的腫瘤細胞，並率先提出了 CTCs 的概念。不過長時間以來 CTCs 的檢測並未在腫瘤病人的防治中發揮應有的作用，主要原因就是檢測技術未取得突破性進展。從上世紀末以來 CTCs 檢測技術得到了不斷的改進，隨 之帶來的是 CTCs 檢測在臨床的應用。
1）第一代 CTC技術：CellSearch的發展歷程
第一代 CTC 技術採用的是磁珠捕獲法。能夠捕獲 CTC 的磁珠早在 1983 被 Immunicon 公司發明。其後 Immunicon 不斷完善該技術並發展出了特定 CTC 染色技術。公司在 1993-2003 年完成一系列的臨床實驗後，其 CTC 檢測系統 Cellsearch 於 2004年獲得美國FDA批准用於轉移性結直腸癌、乳腺癌和前列腺癌臨床檢測。強生(Johnson&Johnson)下屬子公司 Veridex 在 2008 年收購了 Immunicon 的 CTC 業務，並將其發展至今。CellSearch 系統是美國 FDA 批准的唯一臨床用的 CTC 檢測系統。該系統於 2012 年獲得我國 CFDA 進口器械註冊，從而成為國內唯一用於臨床的 CTC 檢測系統。由於其在臨床使用的唯一性，Cellsearch 系統是目前 CTC 檢測的金標準。
在臨床檢測中，標準操作是抽取患者7.5mL血液，通過 Cellsearch 系統檢測其中含有的CTC數量。臨床數據表明，正常人和良性疾病患者CTC含量極少，而轉移期患者根據其病情嚴重程度不同在血液中分布含有不同數量的 CTC。通過檢測 CTC 的數量能夠幫助醫院判斷患者的病情嚴重程度，並為此制訂合適的治療方案。
2）第二代：CTC檢測技術前沿
為了提高 CTC 檢測的靈敏度和發展對捕獲CTC細胞進行後續分析的能力，在研的二代 CTC 檢測採用了多種技術路線。與一代技術不同的是，二代CTC無論從技術還是市場方面均處於早期階段。技術方面尚沒有統一的標準，許多公司採用不同的技術路線實現對CTC的捕獲。目前還很難判斷哪一種技術路線將成為行業標準。
2、ctDNA技術的發展歷程及現狀
1948年首次在人體血液中發現存在ctDNA。癌症患者的ctDNA則發現於 1977年。1994年發現腫瘤患者的 ctDNA 與其體內腫瘤細胞基因突變類似。直到 2000年以後，分子生物學與基因測序技術的發展使得 ctDNA 的突變檢測技術不斷成熟，相關研究也越來越多。
從當前研究角度將，ctDNA 在臨床應用潛力非常廣泛,主要涉及到腫瘤早期篩查、 腫瘤動態監測、耐藥基因突變檢測、評估腫瘤異質性及復發風險等作用。從已有的臨床實驗來看，ctDNA 的檢測平臺一般為二代基因測序與數位化PCR,適應症集中在非小細胞肺癌、乳腺癌、結直腸癌、皮膚癌等常見腫瘤。 目前在國內市場，ctDNA已經開始應用於臨床，索真基因在ctDNA檢測技術的靈敏度上有較大的優勢。
臨床意義
1、液體活檢可以解決臨床取樣的難點
臨床上獲取患者腫瘤組織樣本只有手術活檢及穿刺活檢兩種方法。轉移期腫瘤患者體內可能有多個腫瘤病灶，具體到從哪個病灶獲取腫瘤組織樣本是一大問題。
臨床研究表明，患者體內腫瘤細胞呈現很強的異質性，即腫瘤患者體內存在多種腫瘤細胞，不同腫瘤細胞的基因型不同,往往需要採用不同的治療方案。在臨床診斷上，獲取患者體內腫瘤細胞的綜合信息是精準醫療的基礎。假設腎癌患者體內有3個腫瘤病灶，不同位點之間的腫瘤細胞基因型是不同的。無論穿刺活檢獲得哪個病灶的腫瘤組織，所得到的信息都是片面的。但是每個病灶的腫瘤細胞或者腫瘤 DNA 都可能進入血液循環，通過液體活檢收集 CTC 或者 ctDNA 能夠獲得患者體內腫瘤基因或者蛋白表達的全面信息，能夠更加精準的指導個性化用藥。
2、液體活檢可以實現對患者的早期診斷及高頻監測
腫瘤細胞在藥物作用下會自我進化從而產生抗藥性。腫瘤細胞的基因變化是導致抗 藥性的根本原因，臨床上需要對患者體內腫瘤基因變化進行高頻監測才能做到及時 準確用藥。手術和穿刺活檢一年內最多只能做 2-3次，尤其是重症患者往往還不能進行手術或者穿刺。因此現有的臨床採樣技術不能滿足高頻檢測的需求。但 CTC 和 ctDNA 通過簡單的靜脈抽血即可獲得患者體內腫瘤細胞及 DNA 的信息，可以有效的滿足高頻監測的需求。
在標準診療流程中，醫生會在手術及藥物治療前通過穿刺活檢對患者腫瘤診斷與分型，在藥物治療之間依靠 CT、MRI 等影像學檢測來判斷患者是否應答。但是穿刺活檢在檢測頻次上有較大的局限性,影像學檢測判斷藥物有效性有較強的滯後性。液體活檢有望改變未來的診療流程，通過不斷的高頻監測隨時發現患者體內腫瘤的變化，提高醫生用藥的精準度。
3、液體活檢可以減低醫療成本
根據美國 Medicare對肺癌穿刺活檢開支分析，普通穿刺的開支為$8,869。約 20% 的穿刺活檢會導致併發症，穿刺活檢與併發症治療的開支將達到$37,745。對醫療保險來說,平均每次穿刺活檢的成本為$14,634。但一代 CTC 技術 Medicare報銷額度為$369 ，二代 CTC 與 ctDNA 技術開支約在$800-1000。由於是抽血檢測，一般不會產生併發症。從成本的角度，醫療保險有較大的動力推動液體活檢的 CTC 與 ctDNA 技術對穿刺活檢技術的替代。
評價
美國著名的腫瘤中心紀念斯隆-凱特林癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）主任醫師兼首席醫療官約瑟·巴塞戈（Jose Baselga）稱：「這（液體活檢）可能永久改變活檢方式，包括對治療方案的響應、抗藥性的出現,將來甚至還能用於早期診斷。」 MIT Technology Review 雜誌將」液體活檢「列為2015年度十大突破技術。美國《臨床癌症進展（Clinical Cancer Advance）》報告中也認為液體活檢技術在今後十年有望得到廣泛應用。