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循環腫瘤細胞CTCs檢測技術及其臨床應用

​循環腫瘤細胞(CTCs)的概念於1869年由澳大利亞籍醫生Ashworth首次提出,是指源於原發腫瘤或轉移腫瘤,獲得脫離基底膜的能力並入侵通過組織基質進入血管的腫瘤細胞。可在腫瘤轉移灶形成之前便以不同形態存在於外周血中,既有遊離的單個CTCs,也有聚集成團的細胞團,是惡性腫瘤轉移的根源,因此通過CTCs檢測捕捉檢測外周血中痕量存在的CTCs,監測CTC類型和數量變化的趨勢等,可在乳腺癌、肺癌、結直腸癌及前列腺癌等轉移性實體瘤的微轉移、監測術後複發、療效評估與預後及個體化靶向治療等方麵發揮重要作用。
 

檢測技術

研究表明:1 g腫瘤組織,大約有100萬個腫瘤細胞,可每日播散腫瘤細胞入血。但是CTCs的數量在循環血液中常呈現出動態遞減的特點,到達外周血時已十分稀少。在腫瘤病人10 mL 的血液裏麵大概僅含有1-10 個左右的CTC,所以在血液樣本中收集罕見的CTC 並非易事。目前CTCs檢測技術主要由兩個關鍵部分構成:分離富集技術和鑒定分析技術。

其中CTCs分離富集技術包括密度梯度離心法(DGC)、細胞過濾技術(ISET)、免疫磁珠富集法、納米基質分離技術和微流控芯片技術等。鑒定分析技術包括免疫細胞化學技術(Immunocytochemistry,ICC)、逆轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)、流式細胞術(Flow cytometry,FCM)和CTCs芯片技術(CTCs-Chip)等。

相關檢測儀器

FDA在2004年、2007年和2008年分別批準了美國強生公司子公司Veridex開發的Cellsearch CTCs檢測技術用於轉移性乳腺癌、結直腸癌與前列腺癌的預後評估、無進展生存期和總生存期的預測。

目前檢測CTCs的國內外企業包括強生Veridex公司、凱傑公司(Qiagen)、Epic Sciences、CytoTrack、Codiak BioSciences、Illumina、Thermo Fisher、美國Fluxion Biosciences公司、Celsee Diagnostics、萊爾生物醫藥,益善生物,立迪生物,珠海麗珠醫藥,上海格諾生物科技,海吉力生物有限公司、上海芯超生物、武漢友芝友醫療、寧波美晶醫療、上海浦美生物有限公司、華大智造推出的MGI EASYCELLTM係統、寶騰生物基於cellsearch係統的(CTC)檢測平台、美國應用細胞公司的赚比特币的游戏係統等等。

其中,赚比特币的游戏係統是基於美國應用細胞公司核心專利“多模物理可配置自動分離”技術研製的。融合磁學、流體力學和聲學等技術,實現多物理集成化、自動化、高通量、功能模塊化、針對不同應用可定製和拓展的細胞捕獲技術,模塊化的細胞富集與分離係統。

赚比特币的游戏係統不僅保證了特定細胞完整性、高活性、高純度的價值,更完美契合細胞應用的下遊需求,如細胞培養及耐藥性測試、流式蛋白表型分析、基因突變檢測和基因表達測序等,從而滿足廣闊的臨床及臨床科研需求,實現了細胞分離領域的變革。

 

CTCs檢測的臨床應用方向

目前主要應用於腫瘤的早期篩查,小創傷的檢測腫瘤病理變化和預後療效評估等方麵。2010美國癌症聯合委員會AJCC在2010年製定的《腫瘤分期指南》中,首次把CTC列入TNM分期係統,作為一個新的M分期(遠端轉移)標準,列為cM0(i+)分期,出現在M0和M1之間。2017最新版乳腺癌NCCN指南2017.v3版,正式引入cM0(i+)分期。2018年1月1日在全球啟用的AJCC第八版癌症分期係統中,除保留cM0(i+)分期外,更進一步明確了CTC檢測的臨床價值。最新指南將CTC列為繼ER/PR、HER2、Ki67和腫瘤組織學分級四項生物學指標之後的又一項乳腺癌預後評估工具,認為乳腺癌外周血中存在CTC提示預後不良。

1、研究表明,轉移性乳腺癌患者在治療前、治療中和治療後的CTCs水平均與其預後密切相關,CTCs可作為轉移性乳腺癌患者獨立的預後因子。

2、結直腸癌方麵:CTCs檢測主用是針對於上皮細胞EpCAM標誌以及標誌物CKl9、CK20、CEA等。早期患者外周血中就能檢測到CTCs,提示CTCs檢測對結直腸癌的診斷有所幫助。CTCs的存在與腫瘤原發灶分化程度無相關性,但與其臨床分期具有相關性。

3、肺癌:在腫瘤直徑小於0.1cm,其外周血中就可檢出CTCs,可為肺癌的早期發現及診斷提供重要依據。並且外周血中循環腫瘤細胞存在以及數量與肺癌腫瘤分期具有相關性。在治療方麵,研究發現化療前CTCs計數高的患者預後差,化療後CTCs計數下降多的患者,化療效果較好,死亡風險降低,提示CTCs對廣泛期的小細胞肺癌具有預測作用,並且化療後CTCs計數的改變可以提供有價值的臨床信息,指導後續治療。主要難點在於檢測手段的靈敏性、特異性的問題。

4、關於胃癌:早期診斷、治療胃癌是提高患者生存率的關鍵。研究發現CTCs陽性與胃癌淋巴結轉移、遠處轉移和複發密切相關,胃癌早期階段外周血中便可檢出CTCs,提示可能在腫瘤早期階段即發生微轉移。

除此之外,在泌尿生殖係統腫瘤如前列腺癌,腎癌,膀胱癌等都是有力的預後工具,另外,在胰腺癌,腦癌方麵,CTCs檢測也在逐步涉及應用。

 

結語

作為液體活檢主要部分,CTCs是目前研究的熱點。具有無創、便捷、可重複性好的優點,但是檢出率低,檢測的靈敏性、特異性低成為限製其發展的瓶頸。其原因,首先和檢測技術有關;其次和腫瘤類型、腫瘤大小、負荷和CTCs 半衰期有關,例如,大量CTCs從原發腫瘤部位進入循環血液等反複循環過程中,最後僅僅極少部分(0.02%)可以存活。

不過相信隨著CTCs檢測技術的改良進步,將在癌症患者早篩、全程治療過程中發揮更加重要的作用。

癌症個體化的精準治療的時代下,液體活檢技術在癌症早篩方麵表現出越來越明顯的作用。

 

2020年5月15日 16:48
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