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微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過(guò)程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上, 自動(dòng)完成分析全過(guò)程。微流控技術(shù)可在微米結(jié)構(gòu)中操控納升至皮升體積液流,是近年來(lái)迅速崛起的集生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域?;谖⒘骺匦酒?/span>CTCs分離技術(shù)通過(guò)在芯片通道內(nèi)部修飾可識(shí)別的細(xì)胞表面抗原的抗體或核酸適配體,當(dāng)通入含CTCs的樣本時(shí),CTCs與通道表面捕獲試劑結(jié)合,實(shí)現(xiàn)特異性分離。該方法所需樣品量小,無(wú)需對(duì)血液樣品進(jìn)行前處理,且流動(dòng)的流體環(huán)境有利于去除非特異性吸附的其它細(xì)胞,從而提高分離純度。Dharmasiri等[9]采用包被了EpCAM抗體和抗-PSMA核酸適配體的芯片從血液樣本中分離了不同的CTCs,其捕獲率大于90%,純度達(dá)到100%,如將芯片通道中的平的捕獲表面用抗體修飾的納米結(jié)構(gòu)表面替代,CTCs捕獲率甚至可以提高到95%。微流控芯片是一個(gè)集樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等功能于一體的小型分析實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最早用于制作微流控芯片的材料主要是石英、玻璃及單晶硅片,隨著技術(shù)的進(jìn)步,一系列有機(jī)聚合物如聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)等材料已發(fā)展成為芯片制作的常用材料。目前根據(jù)微流控技術(shù)使用的原材料可分為基于硅材料的微流控芯片、基于PDMS/玻璃的微流控芯片、基于熱聚膜的微流控技術(shù)(如PMMA)、基于微流控芯片平臺(tái)的磁分離技術(shù)、基于微流控芯片平臺(tái)的微納米基質(zhì)分離技術(shù)等[7]。
除微流控芯片技術(shù)外,微流控技術(shù)(Microfluidics)還在其它循環(huán)腫瘤細(xì)胞分選富集方法中,取得了迅速發(fā)展。在微流控器件中從血液樣品注入到循環(huán)腫瘤細(xì)胞分選可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的過(guò)程,極大地簡(jiǎn)化了操作程序,并可減少目標(biāo)細(xì)胞的損失。黃笛等根據(jù)作用方式將微流控分選富集技術(shù)分為被動(dòng)分選和主動(dòng)分選兩大類:被動(dòng)分選技術(shù)包括微結(jié)構(gòu)過(guò)濾、場(chǎng)流及水力分選、確定性側(cè)向偏移、慣性分選、仿生分選、親和性分選等方法,一般具有通量高、不需要額外施加作用立場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn);主動(dòng)分選技術(shù)包括介電泳分選、磁分選、聲分選、光分選等方法,一般具有分選精度高的優(yōu)點(diǎn)[10]。
2 循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測(cè)技術(shù)
經(jīng)過(guò)上述方法分選富集的CTCs需要進(jìn)一步分析鑒定,選用特異性的檢測(cè)技術(shù)或方法對(duì)CTCs及其分子進(jìn)行確認(rèn)是循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測(cè)的重要步驟。常用的鑒定檢測(cè)技術(shù)包括免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)(Immunocytochemistry,ICC)、逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RTPCR)、熒光原位雜交技術(shù)(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH)和流式細(xì)胞術(shù)(Flow Cytometry,FCM)等。
2.1 免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)(Immunocytochemistry,ICC)
是以顯色劑標(biāo)記的特異性抗體在組織細(xì)胞原位通過(guò)抗原抗體反應(yīng)和細(xì)胞化學(xué)呈色反應(yīng),對(duì)相應(yīng)抗原進(jìn)行定位、定性和定量的技術(shù)。目前選擇的循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)抗原包括EpCAM、上皮角質(zhì)蛋白(CKs)、上皮細(xì)胞膜特異性抗原、腫瘤相關(guān)糖蛋白(TAG)或特異性標(biāo)志物(如HER2、抗乳球蛋白等)。其優(yōu)點(diǎn)在于腫瘤細(xì)胞膜未被破壞,可以進(jìn)行后續(xù)研究,但此法敏感性低、檢測(cè)繁瑣、易誤診。近年來(lái)研發(fā)出的光纖陣列掃描儀(Fiber scanning technology,FAST)、激光掃描細(xì)胞計(jì)量?jī)x(Laserscanning cytometry,LSC)、自動(dòng)細(xì)胞顯像系統(tǒng)(antomated cellular imaging system,ACIS)等,使檢測(cè)系統(tǒng)有了很好的協(xié)同性,能完成高速掃描、準(zhǔn)確定位免疫熒光標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞,有效提高了掃描熒光染色細(xì)胞的有效率和敏感性[11]。雖然如此,腫瘤細(xì)胞表面抗原表達(dá)的不均一性,在一定程度上降低了檢測(cè)的敏感性。
2.2 逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)
反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)CTCs是基于組織或腫瘤特異性mRNA的表達(dá)或某些基因改變后DNA水平的異常, 這些mRNA不表達(dá)于正常外周血細(xì)胞,所以在外周血中檢測(cè)到特異mRNA可以間接提示CTCs的存在。RT-PCR檢測(cè)CTCs是在PCR基礎(chǔ)上擴(kuò)增由腫瘤特異性mRNA序列逆轉(zhuǎn)錄的DNA片段,從而識(shí)別組織或腫瘤特異性mRNA的表達(dá)或某些基因改變后RNA水平的異常。這些mRNA幾乎不表達(dá)于正常外周血細(xì)胞,所以在外周血中檢測(cè)到特異mRNA可以間接提示CTCs的存在。目前,RT-PCR的靈敏度已經(jīng)很高,在晚期癌癥患者的外周血中,