癌癥是不可預(yù)測(cè)的。腫瘤在初次治療后縮小，但之后可能變得更加可怕。這種疾病可能擴(kuò)散，也可能突變，而遺傳改變使得癌癥對(duì)治療方案更加敏感，或恰恰相反。

　　腫瘤學(xué)家通常依賴侵入性的活組織檢查和非侵入性的成像手段來(lái)追蹤腫瘤的大小、擴(kuò)增以及對(duì)治療的響應(yīng)。然而，循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）帶來(lái)了一種前途光明的新方法。在此，我們回顧一下分離和研究這些腫瘤風(fēng)向標(biāo)的方法。

　　CTC定義

　　循環(huán)腫瘤細(xì)胞是指從腫瘤上脫落并進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的癌細(xì)胞，在那里它們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)。這些細(xì)胞可作為癌癥的生物標(biāo)志物，指示遠(yuǎn)端是否存在腫瘤，以及它們的遺傳狀況和藥物敏感性。與手術(shù)干預(yù)不同，CTC與縱向研究兼容，能夠有效指導(dǎo)治療。然而，要理解它們的意義，也沒那么簡(jiǎn)單。

　　CTC，與腫瘤本身一樣，是高度異質(zhì)性的，加州大學(xué)舊金山分校的解剖學(xué)教授ZenaWerb如是說(shuō)。一些CTC有能力產(chǎn)生新的腫瘤，而另一些則沒有。一些表現(xiàn)出癌癥干細(xì)胞的特性，而另一些則不是。目前，美國(guó)FDA批準(zhǔn)的唯一一種CTC臨床檢測(cè)是楊森診斷公司（JanssenDiagnostics）的CellSearch，它能有效定義上皮來(lái)源的CTC，即EpCAM、DAPI和細(xì)胞角蛋白陽(yáng)性，而CD45陰性。

　　當(dāng)然，并非所有腫瘤都來(lái)源于上皮細(xì)胞，甚至上皮腫瘤也可能逐漸喪失上皮標(biāo)志物（CellSearch被批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌、結(jié)腸直腸癌和前列腺癌）。而且有跡象表明，除了癌癥，炎癥也可能導(dǎo)致血液中存在上皮細(xì)胞。Werb認(rèn)為，這個(gè)故事比我們想象的要復(fù)雜得多。

　　據(jù)楊森診斷公司的研發(fā)部門主管RonMazumder介紹，血液中存在可檢測(cè)CTC的患者比例隨癌癥類型的不同而不同。比如，結(jié)腸直腸癌、卵巢和乳腺癌大約是50-70%，而非小細(xì)胞肺癌則低至30%。這些患者體內(nèi)的CTC數(shù)量也相差甚遠(yuǎn)，從單個(gè)細(xì)胞到幾千個(gè)。“中位數(shù)大約是二、三十個(gè)細(xì)胞，”Mazumder談道，但他們發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移性乳腺癌和前列腺癌患者中每7.5ml血液中有五個(gè)CTC或以上的，預(yù)后情況要比CTC較少的患者糟糕得多。因此，五個(gè)被設(shè)為臨界值–如果CTC的數(shù)量更多或更少，這對(duì)患者生存有著顯著的影響，而且在多個(gè)癌癥類型中都是如此。

　　微流體選擇

　　原先，CellSearch完全依靠細(xì)胞計(jì)數(shù)。如今，用戶也能獲得這些細(xì)胞的遺傳信息。2014年8月，楊森宣布與Asuragen建立伙伴關(guān)系，對(duì)分離出的CTC開展新一代測(cè)序，以鑒定幾百個(gè)癌癥相關(guān)基因中的突變。

　　CellSearch是基于陽(yáng)性選擇，利用抗體包被的磁珠來(lái)捕獲EpCAM陽(yáng)性的細(xì)胞，然后成像并計(jì)數(shù)。因此，麻省總醫(yī)院癌癥研究中心的助理教授ShannonStott認(rèn)為，你需要預(yù)先知道你要尋找的細(xì)胞的特性。然而，并非所有CTC都有著相同的物理和生物學(xué)性質(zhì)。

　　Stott有著機(jī)械工程的背景，與幾位同事合作，她開發(fā)出分離CTC的新方法。2010年，她開發(fā)出一種“人字形CTC芯片”，利用EpCAM抗體來(lái)捕獲CTC[1]。她表示，這種設(shè)計(jì)能夠比較快速地處理血液（每小時(shí)2ml），且具有良好的靈敏度和選擇性。不過(guò)，它無(wú)法解釋不同的抗原譜。而捕獲的細(xì)胞粘在芯片表面，使得后續(xù)培養(yǎng)成為問(wèn)題。

　　2013年，麻省總醫(yī)院的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出第三代的技術(shù)，稱為CTC?iChip[2]。這個(gè)iChip中的i代表慣性聚焦（inertialfocusing），即通過(guò)流體作用力將細(xì)胞排成一列縱隊(duì)。芯片利用流體力學(xué)分選，去除最小的血液成分。然后，它利用正向選擇來(lái)去除淋巴細(xì)胞，保留剩下的一切。

　　據(jù)Stott介紹，iChip比人字形芯片要快得多，每小時(shí)能處理20ml血液。它還能產(chǎn)生未標(biāo)記的細(xì)胞，便于培養(yǎng)和分析。她的同事DanielHaber的團(tuán)隊(duì)從六位乳腺癌患者中建立了CTC細(xì)胞系[3]。對(duì)這些細(xì)胞系的測(cè)序鑒定出新獲得的突變和藥物敏感性，這些信息能幫助開發(fā)更好的治療策略。在另一項(xiàng)研究中，Haber的團(tuán)隊(duì)對(duì)分離出的CTC開展單細(xì)胞RNA?seq，并將它們與同一位患者的CTC聚集體進(jìn)行比較，以了解這些成簇CTC結(jié)構(gòu)的性質(zhì)[4]。與單獨(dú)的CTC相比，成簇的CTC有著更大的轉(zhuǎn)移潛力。分析鑒定出一個(gè)細(xì)胞連接相關(guān)基因，稱為plakoglobin。

　　目前，楊森診斷公司正與麻省總醫(yī)院的團(tuán)隊(duì)合作，希望將iChip轉(zhuǎn)化成新一代的CTC分析平臺(tái)。

　　CTC成像

　　《NatureReviewsClinicalOncology》上的一篇文章回顧了CTC分析和鑒定的原理[5]。文章中有一個(gè)表格，列出了精選的檢測(cè)技術(shù)，其中大部分是基于CTC的抗原譜或物理性質(zhì)。表格中提到的一種替代策略是圖像流式細(xì)胞儀，這種方法由默克密理博商業(yè)化。

　　ImageStream和FlowSight都是圖像流式細(xì)胞儀，本質(zhì)上就是帶有照相機(jī)的流式細(xì)胞儀。隨著每個(gè)細(xì)胞通過(guò)，它在明場(chǎng)和暗場(chǎng)模式以及多達(dá)10個(gè)熒光通道下成像，產(chǎn)生每個(gè)細(xì)胞的12幅圖像，且每秒能成像2,000個(gè)細(xì)胞。這兩個(gè)平臺(tái)之間的差異是ImageStream能放大到60倍，而FlowSight提供固定的20倍放大。

　　盡管所得到的細(xì)胞無(wú)法培養(yǎng)，但是當(dāng)細(xì)胞通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，用戶也能開展各種分析。例如，他們可以對(duì)細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記進(jìn)行染色，以確定細(xì)胞的來(lái)源，或者用RNA?FISH探針染色，對(duì)轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行計(jì)數(shù)。

　　當(dāng)然，傳統(tǒng)的流式細(xì)胞儀也能獲得許多參數(shù)，而圖像流式細(xì)胞儀能為你帶來(lái)自信，這少少的陽(yáng)性細(xì)胞正是CTC。“眼見為實(shí)，”默克密理博細(xì)胞分析的高級(jí)總監(jiān)DavidBasiji說(shuō)道。如今，這家公司正在努力實(shí)現(xiàn)CTC的分離，便于下游研究的開展。

（實(shí)習(xí)編輯：許曉靜）