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循環(huán)腫瘤細胞檢測的現狀及發(fā)展

來源: | 作者:admin | 發(fā)布時間: 2018-06-14 | 3741 次瀏覽 | 分享到:

惡性腫瘤遠處轉移是臨床上實體惡性腫瘤治療失敗或復發(fā)的主要原因之一。而循環(huán)腫瘤細胞的存在正是實體惡性腫瘤遠處轉移的根源。腫瘤遠處轉移的最經典依據是1889年Paget[1]提出的“種子和土壤”學說，該學說認為腫瘤轉移的發(fā)生和發(fā)展，是處于活躍或活化狀態(tài)的腫瘤細胞作為“種子”，當遇到適合的器官、組織的基質環(huán)境，即“土壤”時，就會在此定居、生長即發(fā)生腫瘤的轉移，從而部分解釋了腫瘤原發(fā)灶與轉移灶之間的關系。但原發(fā)部位的腫瘤（種子）是如何到達遠處器官或組織（土壤）的這一問題一直困擾著人們。直到1869年，托馬斯?阿什沃思（Thomas Ashworth）[2]在1例轉移性癌癥患者血液中觀察到了外周血循環(huán)腫瘤細胞（Circulating Tumor Cells，CTCs）—從實體瘤中脫離出來并進入血液循環(huán)的腫瘤細胞。他推測，這些細胞在癌癥轉移過程中發(fā)揮了非常重要的作用，并可能提供疾病進展的相關信息，CTCs的概念初步形成。據統(tǒng)計，90%以上的腫瘤病人死于腫瘤的轉移和復發(fā)，實體腫瘤或轉移灶的腫瘤細胞在特定條件下，通過上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），從形態(tài)上發(fā)生向間充質細胞表型的轉變并獲得遷移的能力。間充質細胞與上皮細胞相鄰，只是其結構松散，缺乏細胞連接（cell adhesion）和細胞極性，并且具有轉移和侵襲能力。因此，脫落的CTCs得以進入外周血液循環(huán)，這是腫瘤發(fā)生轉移的必要前提。脫離原發(fā)灶入血的CTCs至少面臨著血流剪應力、失巢凋亡、免疫細胞識別殺傷等三重致命考驗，進入循環(huán)的大部分腫瘤細胞都會失去活性，只有不足0.01%可到達遠端器官，通過遷移、粘附、相互聚集形成微小癌栓，并在適合的微環(huán)境條件下，CTCs又發(fā)生間質-上皮轉化（mesenchymal-epithelial transition，MET），生成新的腫瘤，從而導至腫瘤轉移的發(fā)生。

從提出CTCs概念近一個多世紀的時間里，由于初期實驗條件、技術的限制以及學者對CTCs的認識的局限性，CTCs檢測及臨床應用進展不大。直至上世紀末尤其是本世紀初，隨著分子生物學、計算機技術的發(fā)展，免疫標記技術以及分子生物學技術的突飛猛進，CTCs分離及分析鑒定技術得以迅速發(fā)展，CTCs檢測和臨床應用取得了重大進步，為早期發(fā)現腫瘤的復發(fā)轉移、評估手術、放療、化學等療效、判斷預后、確定腫瘤分子特征、選擇合適的個體化治療等方面提供了重要的實驗室依據。目前，學者所共識的循環(huán)腫瘤細胞的概念是：自發(fā)或受外界因素作用（如診療操作等）由原發(fā)灶或轉移灶進入外周血循環(huán)的腫瘤細胞。腫瘤細胞的脫落、侵襲并進入血液循環(huán)是腫瘤轉移的最初階段，并為最終形成腫瘤轉移灶提供了可能。進入循環(huán)系統(tǒng)的腫瘤細胞大部分在機體免疫識別及殺傷等作用下發(fā)生凋亡，有極少數腫瘤細胞在循環(huán)系統(tǒng)中存活下來，在一定條件下，進入血液循環(huán)而未被清除的腫瘤細胞通過遷移、黏附、相互聚集形成微小癌栓，并在一定條件下發(fā)展為轉移灶[3]。本文擬就CTCs分離技術、分析鑒定技術、臨床應用、CTCs主要分析儀器作一介紹。

1 循環(huán)腫瘤細胞分離富集技術

越來越多的分子生物學和臨床研究結果表明，腫瘤轉移很可能在腫瘤發(fā)生的早期就已經出現，在外周血中檢到CTCs是預示腫瘤轉移最直接、重要的方法，在腫瘤早期轉移的臨床診斷、預后判斷、監(jiān)測療效等方面具有重要意義。CTCs的發(fā)現有望改變臨床上仍依賴于影像學檢查及傳統(tǒng)腫瘤標志物的現狀。由于外周血中的CTCs含量極為稀少，一般認為在外周血中大約105~107個單核細胞中才有一個CTCs[4]，因此，對CTCs檢測技術的靈敏度和特異性提出了極高的要求。目前各種CTCs的檢測系統(tǒng)主要包括CTCs分離和富集系統(tǒng)以及CTCs的檢測和鑒定系統(tǒng)。而分離和富集系統(tǒng)對檢測外周血的CTCs是非常必要的。理想的CTCs分離與富集及檢測技術應能達到以下六點要求：（1）高捕獲率或高靈敏度，就是可以將樣品中的CTCs盡可能多的分離出來，即至少能夠在上億個血循環(huán)細胞中發(fā)現一個腫瘤細胞；（2）高特異性，要求檢測結果準確無誤，盡可能降低假陽性或假陰性，目標是分離出來的細胞只有CTCs，其它細胞的含量很少或沒有；（3）要求CTCs不能被污染，收集到的CTCs可以進行表型和基因型分析；（4）高通量，即能在短時間內處理大量樣品；（5）重復性，回收率高。（6）盡可能降低成本[5、6]。目前用于臨床實驗研究的CTCs分離和富集技術非常之多，一般來講根據其物理性質和基于親和性與識別的生物性質以及兩者綜合利用可分成3類。但目前來說仍沒有理想的方法，每種單獨的方法都有自己的優(yōu)勢和缺點。雖然兩種或三種方法的結合有可能成為較為理想的方法，但近十幾年的研究進展不大。