癌癥是不可預(yù)測的。腫瘤在初次治療后縮小，但之后可能變得更加可怕。這種疾病可能擴散，也可能突變，而遺傳改變使得癌癥對治療方案更加敏感，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追蹤腫瘤的大小、擴增以及對治療的響應(yīng)。然而，循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）帶來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入循環(huán)系統(tǒng)的癌細(xì)胞，在那里它們可以通過簡單的血液檢測來發(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。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FDA批準(zhǔn)的唯一一種CTC臨床檢測是楊森診斷公司（JanssenDiagnostics）的CellSearch，它能有效定義上皮來源的CTC，即EpCAM、DAPI和細(xì)胞角蛋白陽性，而CD45陰性。

　　當(dāng)然，并非所有腫瘤都來源于上皮細(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)，從單個細(xì)胞到幾千個。“中位數(shù)大約是二、三十個細(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，五個被設(shè)為臨界值–如果CTC的數(shù)量更多或更少，這對患者生存有著顯著的影響，而且在多個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，對分離出的CTC開展新一代測序，以鑒定幾百個癌癥相關(guān)基因中的突變。

　　CellSearch是基于陽性選擇，利用抗體包被的磁珠來捕獲EpCAM陽性的細(xì)胞，然后成像并計數(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抗體來捕獲CTC[1]。她表示，這種設(shè)計能夠比較快速地處理血液（每小時2ml），且具有良好的靈敏度和選擇性。不過，它無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)成為問題。

　　2013年，麻省總醫(yī)院的團隊開發(fā)出第三代的技術(shù)，稱為CTC?iChip[2]。這個iChip中的i代表慣性聚焦（inertialfocusing），即通過流體作用力將細(xì)胞排成一列縱隊。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的團隊從六位乳腺癌患者中建立了CTC細(xì)胞系[3]。對這些細(xì)胞系的測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。在另一項研究中，Haber的團隊對分離出的CTC開展單細(xì)胞RNA?seq，并將它們與同一位患者的CTC聚集體進行比較，以了解這些成簇CTC結(jié)構(gòu)的性質(zhì)[4]。與單獨的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)院的團隊合作，希望將iChip轉(zhuǎn)化成新一代的CTC分析平臺。

　　CTC成像

　　《NatureReviewsClinicalOncology》上的一篇文章回顧了CTC分析和鑒定的原理[5]。文章中有一個表格，列出了精選的檢測技術(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)上就是帶有照相機的流式細(xì)胞儀。隨著每個細(xì)胞通過，它在明場和暗場模式以及多達10個熒光通道下成像，產(chǎn)生每個細(xì)胞的12幅圖像，且每秒能成像2,000個細(xì)胞。這兩個平臺之間的差異是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)胞無法培養(yǎng)，但是當(dāng)細(xì)胞通過系統(tǒng)時，用戶也能開展各種分析。例如，他們可以對細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記進行染色，以確定細(xì)胞的來源，或者用RNA?FISH探針染色，對轉(zhuǎn)錄本進行計數(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)胞儀能為你帶來自信，這少少的陽性細(xì)胞正是CTC。“眼見為實，”默克密理博細(xì)胞分析的高級總監(jiān)DavidBasiji說道。如今，這家公司正在努力實現(xiàn)CTC的分離，便于下游研究的開展。

（實習(xí)編輯：許曉靜）