CTC检测技术

2022
06/24

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基因智检
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我们常听到的阳性富集或阴性富集,实际上就是基于免疫亲和原理的分离技术。

恶性肿瘤是导致我国居民死亡的主要疾病之一,而90%以上的恶性肿瘤死亡都是由远处转移造成的。突破血管屏障之后在血液循环系统中存活的肿瘤细胞被称为循环肿瘤细胞,源于原发肿瘤或转移肿瘤。它是恶性肿瘤出现复发和远处转移的重要原因;是导致肿瘤患者死亡的重要原因。因此,CTC在肿瘤患者的预后判断、疗效预测、疗效评价以及复发转移和耐药机制的研究中都具有重要的临床意义。然而,由于CTC的稀有性、异质性以及转移过程的复杂性等原因,CTC检测的临床应用仍然面临诸多挑战。1869年,CTC概念首次被提出;20世纪中,cell block技术首次成功检测CTC;20世纪末,CTC诞生出众多丰富检测技术;2012/2017年,CellSearch 和 CellCollector获得CFDA批准。未来发展的趋势是更高灵敏度及更高纯度的CTC检测技术,及灵活的CTC下游检测。 

CTC的检测难度是真的高。 据统计,每天从1g肿瘤组织释放进入血液循环的肿瘤细胞大约3.2×106个,绝大多数进入血液循环的肿瘤细胞都会被人体免疫系统杀伤,或者自身凋亡,或者被血流和血管壁碰撞破碎,仅极少数完整肿瘤细胞存在于人体血液循环中,也就是CTC。 因此,能被检测到CTC数量非常少。 通常每106-107个外周血单核细胞(PMCS)中有1个CTC。 一般患者1ml血中只有1-10个CTC; 而10ml血液里面有500亿个红细胞和上千万白细胞。

研究显示,即使是来自同一患者的CTC,在细胞大小、细胞形态、蛋白表达和基因表达等方面也可能各不相同,这就是我们常说的CTC异质性。 异质性使得CTC的分离(和定义)极其困难。 此外,癌症早期阶段的 CTC 计数甚至更低,这就解释了为什么CTC会出现假阴性。 因此,循环肿瘤细胞的特性包括了稀有性、非典型性的细胞形态、异质性等。对于CTC的检测主要包括分离和鉴定两个部分,也就是“抓得着”与“看得见”。按照步骤进行描述,从样本准备,即血样采集、分离;到细胞富集,采用不同的技术手段,将血细胞中的CTC分离出来;然后做细胞分析,包括技术、基因型分析、或者进一步的细胞培养。目前,国内外各种分离CTC的技术手段基本可归为3大类:基于免疫亲和、基于CTC物理大小和密度的原理。

我们常听到的阳性富集或阴性富集,实际上就是基于免疫亲和原理的分离技术。主要利用CTC和白细胞上差异表达的独特抗原来实现,包括采用表达于CTC而不表达于白细胞上的抗原进行阳性富集,典型的是上皮黏附蛋白(EpCAM)。以及采用表达于白细胞而不表达于CTC上的抗原(如CD45)进行间接的阴性富集。而基于非亲和性的富集,主要利用了CTC和白细胞在细胞大小、密度、离心力、电荷特性等物理方面的差异来实现,如微孔过滤法、惯性芯片技术、密度梯度离心法以及介电电泳等。这些方法的特异性虽然不及亲和性富集技术,但是所获得的细胞群体更为全面,这将有助于CTC异质性的分析。

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关键词:
血液循环,恶性肿瘤,CTC,异质性,白细胞,检测,技术,患者,转移,表达

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