外周血循环肿瘤细胞检测对诊断，治疗，预后的

1869年，澳大利亚研究者Ashworth首次提出循环肿瘤细胞（CTC,Circulating Tumor Cell）的概念，随后1976年研究者Nowell将CTC的定义修正为：来源于原发肿瘤或转移肿瘤，获得脱离基底膜的能力并入侵通过组织基质进入血管的肿瘤细胞。循环肿瘤细胞（CTC）是存在于机体外周血中的各类肿瘤细胞的统称。CTC的检测通常是通过捕捉检测外周血中痕量存在的循环肿瘤细胞来监测循环肿瘤细胞的类型和数量变 化的趋势，以便实时对患者体内的肿瘤动态进行实时监测，同时对治疗效果进行评估，以便实现实时的个体治疗。

据Science daily报道，CTC-Chip的新版本似乎可更有效的捕获数量极少的循环肿瘤细胞，并且更容易操作。这一设备称为HB- Chip，还可以提供方便及更全面的捕获肿瘤细胞数据，马萨诸塞州总医院的研究人员其中包括CTC-Chip研发人员在《Proceedings of the National Academy of Sciences》在线发表了该项成果。“原来的CTC-Chip可以很好的用于小规模的实验室，但不能用于较大规模的临床研究。新版本的性能与原来的一 样好甚至更好，并且有一些额外的好处，”MGH医学工程中心Shannon Stott博士说。“他还能捕捉一些CTC-chip或先前常用的设备不能看到的细胞——CTCs团块，我们需要研究CTCs团块的意义。”CTCs是实 体瘤肿瘤的细胞，在血液中的水平非常低。直到2007年MGH肿瘤中心和医学工程研究中心的研究人员研发了CTC-chip，我们才了解了一些CTCs的 信息，这对临床决策非常有用。



近年来，全球的科学家们在循环肿瘤细胞的研究上投入了巨大的精力，当然他们也取得了非常多的显著性成果，为解析癌症耐药性、转移、发病机制，以及开发新型个体化疗法提供了新的思路和线索。2015年，刊登在国际著名杂志Science上的一项研究报告中，来自麻省总医院，哈佛大学的研究者发现了前列腺癌细胞对一种常见的癌症治疗方法产生抗性的原因，文章中研究人员完成了对前列腺癌的单个循环肿瘤细胞的RNA测序，并从中鉴别出了非经典Wnt信号在癌症发病中所起到的关键作用。许多肿瘤都会扩散：单个癌细胞随血液在体内迁移，一旦遇到合适的生长环境就会停留下来，通过这种方式在新组织形成转移灶，即使原位肿瘤得到治疗，体内仍然留有癌症的种子。在早期阶段检测血液中的癌细胞是非常困难的，每十亿个健康细胞中大约只有一个癌细胞。最近来自德国的科学家开发出一种临床检测方法能够准确检测分离血液样本中的单个癌细胞，相关研究结果发表在自然系列杂志scientific reports上。文章作者Ηarald Fuchs这样说道："在疾病早期阶段检测血液中的癌细胞是非常困难的，主要是因为癌细胞的数目太少。打个比方来说，我们就像是在干草堆里找一根细针。"而检测血液中的癌细胞具有非常重要的意义，这能够帮助判断治疗是否成功，并可以帮助指导未来的治疗方向。除此之外，对分离得到的癌细胞进行遗传分析还可以帮助制定更加精准的治疗策略。

人源异种移植模型（patient derived xenograft model）在癌症研究领域越来越流行，也得到越来越多的关注，目前，人源异种移植模型主要用于临床前药物评估，生物标记物鉴定，生物学机制研究以及帮助制定个体化药物使用策略等方面。许多研究已经证明循环肿瘤细胞在肿瘤转移过程中扮演重要角色，而且也已经在一些肿瘤患者体内分离得到循环肿瘤细胞。最近有研究成功地应用循环肿瘤细胞构建出乳腺癌和前列腺癌PDX实验模型，来自西奈山医学院的研究人员发表文章对利用循环肿瘤细胞构建前列腺癌PDX模型的详细方法进行了描述，相关内容发表在国际学术期刊Journal of visualized experiments上。相比于传统的PDX模型，利用循环肿瘤细胞构建PDX模型具有一些独有的优势，比如不受手术样本收集的限制以及能够针对疾病所处阶段构建特定实验模型。

在一种新型纳米材料芯片的帮助下，诱发早期癌症患者体内癌症扩散的一类细胞能够被高灵敏地检测出来。《自然—纳米技术》上的这项研究发现意味着，对这类细胞的分离与修复能够贯穿于癌症病人的诊断与治疗中。Sunitha Nagrath等人研发出一种基于石墨烯氧化物的芯片，该芯片能够捕捉一种罕见的循环肿瘤细胞，这类肿瘤细胞从肿瘤上分离通过血液流向各个组织，从而使癌症扩散。利用这种纳米尺度的设备，研究人员能够从健康的血液细胞中选出这种肿瘤细胞并分析其与癌症有关的生物标记。他们相信这类生物标记能够让人们更好地了解癌症特征并潜在影响疾病的控制。标准样品管中7.5毫升血液用于检测转移性乳腺癌，前列腺癌，大肠癌患者的血液中循环肿瘤细胞（CTCs）是远远不够的。这些CTCs是癌症患者转移的主要原因。如果它们的特征可以被有效地研究分析，那么是可以确定最有效的治疗手段，改善患者预后的。然而，检测一类特定的细胞受到患者透析全部血液量的影响。Frank Coumans等在杂志Clinical Cancer Research上发表最新研究证实了上述观点。循环肿瘤细胞（CTCs）的标准测试要用到7.5毫升的血液样品，具体是使用磁性粒子从血液中将CTC与其它组分分离开来。但是， Coumans博士发现，这种方法无法检测到到所有癌症患者体内的循环肿瘤细胞，成功率估计只有一半左右。因此，对于这些患者中，该方法是转移评价不充分可靠的指标。循环肿瘤细胞检测中用到几个具体指标，其中之一是上皮细胞粘附分子（EpCAM），这类粘附分子在正常血细胞中不存在。其他指标还包括细胞角蛋白和CD45，但任何白血细胞意外含有微量EpCAM和细胞角蛋白，都可能会被错误地计算成为循环肿瘤细胞。

循环肿瘤细胞（circulating tumor cell），通常把进入人体外周血的肿瘤细胞称为循环肿瘤细胞。循环肿瘤细胞的检测可有效地应用于体外早期诊断，化疗药物的快速评估，个体化治疗包括临川筛药、耐药性的检测，肿瘤复发的监测以及肿瘤新药物的开发等。循环肿瘤细胞（CTCs）从原发位肿瘤组织脱落进入血流，启动远端转移过程。尽管循环肿瘤细胞的数量是非常少的，但这些细胞通过特定的细胞信号通路导致肿瘤细胞的血源性传播。近日发表在Nature杂志上一项研究采用微设备高效捕获老鼠内源性胰腺癌模型中CTCs，并将这些细胞进行单分子RNA测序，发现Wnt2是CTC的候选基因，在循环肿瘤细胞内高度表达。近日，哈佛大学韦斯研究所仿生工程与波士顿AOS医院之间合作研究创造了一种微流体装置，可以收集稀少的循环肿瘤细胞（CTCs），以便进一步进行血液分析。循环肿瘤细胞已脱离原发肿瘤部位，并经常生成一个次级或转移性肿瘤灶。分离CTCs和培养以及后续的分析很困难。培养从血液中分离出的一种罕见的肿瘤细胞可以帮助改善病人对治疗的反应。研究结果发表在Lab Chip杂志上。这种新方法用细胞分离装置与微磁学和微流体相结合捕捉和培养CTCs，细胞分离装置大约一张信用卡大小，塑造成聚合物微通道。通过这些渠道，磁珠有选择性地涂布CTCs以便分离血液中的其他细胞。新的方法证明有极高的效率，能捕捉乳腺癌小鼠血液中超过90％的CTCs。特别重要的是，捕获的CTCs能够在体外成长和扩大培养。这些完整的活的肿瘤细胞可用于额外的测试和析例如筛选药物，以满足个别患者的个人未来需求。但进一步测试发现该设备对检测CTCs的数量是不够敏感的。

近日，哈佛大学韦斯研究所仿生工程与波士顿AOS医院之间合作研究创造了一种微流体装置，可以收集稀少的循环肿瘤细胞（CTCs），以便进一步进行血液分析。循环肿瘤细胞已脱离原发肿瘤部位，并经常生成一个次级或转移性肿瘤灶。分离CTCs和培养以及后续的分析很困难。培养从血液中分离出的一种罕见的肿瘤细胞可以帮助改善病人对治疗的反应。研究结果发表在Lab Chip杂志上。这种新方法用细胞分离装置与微磁学和微流体相结合捕捉和培养CTCs，细胞分离装置大约一张信用卡大小，塑造成聚合物微通道。通过这些渠道，磁珠有选择性地涂布CTCs以便分离血液中的其他细胞。新的方法证明有极高的效率，能捕捉乳腺癌小鼠血液中超过90％的CTCs。特别重要的是，捕获的CTCs能够在体外成长和扩大培养。这些完整的活的肿瘤细胞可用于额外的测试和析例如筛选药物，以满足个别患者的个人未来需求。但进一步测试发现该设备对检测CTCs的数量是不够敏感的。