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CTC是自发或因诊疗操作由原发灶或转移灶脱落进入外周血循环的肿瘤细胞。肿瘤细胞向外周血扩散是疾病进展的重要环节，是发生远处转移的前提，也是引起大多数癌症患者死亡的主要原因。CTC的存在可能代表有微转移性疾病。与其他单核细胞相比，CTC在外周血中的含量极少，每10 6 ～10 7 个单个核细胞中才有1个CTC。
CTC是一个有趣的生物标志物，可用于个体化的预后预测和潜在的肿瘤分期判定。虽然目前尚不清楚CTC与膀胱肿瘤局部复发之间关系的生物学机制，但CTC可能包含肿瘤最具侵袭性部分的细胞克隆。
对于非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle-invasive bladder cancer，NMIBC），特别是高危的T 1 G 3 膀胱癌（伴原位癌、数量多、病灶大），有相当部分已经存在微转移，但是否需要尽早予以根治性膀胱切除术乃至全身治疗存在争议。由于缺少有效的疗效监测手段，仅予膀胱局部灌注治疗不能延缓疾病进展，CTC检测的出现将更好地协助制订治疗方案，以避免过度或不足的治疗。
对于肌层浸润性膀胱癌（muscle-invasive bladder cancer，MIBC），CTC检测可用于监测其抗肿瘤治疗的疗效。传统手段，包括CT、MRI，乃至PET/CT，均不能提供肿瘤细胞微转移的线索，在肿瘤形成转移灶前，医师往往仅可选择等待观察或进行经验性治疗。而CTC可以作为传统手段监测盲区的重要补充，对治疗应答作出即刻评价，如在药物治疗后1～2周，临床医师就可以通过检测CTC观察循环细胞类型和数量的改变，即刻预测治疗效果，对效果不好的患者可及时调整治疗方案，避免浪费宝贵的治疗时间。
对于转移性癌细胞，识别其CTC基因组特性，将有助于指导免疫检查点抑制剂治疗，寻找可能对这类疗法敏感的患者。在精准医疗时代，迫切需要更精准的生物标记物，用以指导患者的治疗。
膀胱镜和影像学检查是膀胱癌诊断中最重要的检查项目。近几年来，基于尿液生物标记物（尿脱落细胞、NMP22等）检查的研究越来越多，并已应用于临床。然而，目前仍然缺少可靠的基于血液的生物标志物。在NMIBC中，欧洲泌尿外科学会（European Association of Urology，EAU）指南建议以肿瘤大小、数目、级别、是否复发等作为危险度分层指标，缺乏对NMIBC患者微循环状态的评估，造成临床医师无法早期评估一些危险度较高NMIBC并给予早期综合治疗。此外，根治性膀胱切除术是MIBC的金标准治疗，EAU指南建议将CT、MRI作为随访监测复发的工具。然而，影像学检查分辨率有限，不能可靠地描述＜1cm的病灶，这意味着无法可靠早期评估癌患者是否存在微循环转移。此外，在一些无法取得病理组织标本的转移性尿路上皮癌患者中，缺乏有效手段评估患者转移灶生物学特性，以便给予个性化的综合治疗。
游离DNA（cell-free DNA，cfDNA）是游离于血液循环系统中的来自细胞的DNA片段，主要来自于细胞凋亡进程中片段化的DNA、坏死细胞的DNA碎片和细胞分泌的外泌体。cfDNA中最重要的一类是ctDNA，ctDNA是进入血液循环系统中的来自肿瘤的DNA片段，携带了突变、插入、缺失、重排、拷贝数异常和/或甲基化等基因信息。ctDNA检测作为一项新兴的液体活检技术，在膀胱癌的诊治中有望带来新的突破。
CTC和ctDNA技术的兴起，将液体活检技术推向高峰，并为膀胱肿瘤的诊断和治疗提供了更加强大的工具。但是在实际临床应用中面临着一些问题。ctDNA是体液中肿瘤来源的DNA片段，在肿瘤患者中其丰度较高，但其仅仅能反映肿瘤基因组信息。CTC是从实体肿瘤脱落并侵入外周血循环的肿瘤细胞，其包含细胞形态学以及肿瘤的全部分子信息学信息，但其在血液中不稳定，丰度较低，检测难度大。这些缺点使CTC和ctDNA在实际临床应用中受到了一定限制，需要更加全面的液体活检工具。
外泌体（exosome）是细胞分泌出的大小为40～100nm的细胞外囊泡，小泡中包含蛋白质、DNA、信使RNA以及一些非编码RNA，是细胞之间沟通的载体，与肿瘤发生、发展、转移以及抗药性存在相关性。肿瘤细胞以这些小泡为载体逃过免疫系统的监视。这些小泡为肿瘤细胞的转移指引方向，同时也创造适合肿瘤生长的微环境。外泌体是肿瘤诊断、发展的重要参与者，也可用于肿瘤治疗的参考。外泌体的这些特性，使其成为液体活检的第三驾马车。