癌癥是不可預測的。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(lài)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、擴增以及對治療的響應。然而，循環(huán)腫瘤細胞（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)向標的方法。

　　CTC定義

　　循環(huán)腫瘤細胞是指從腫瘤上脫落并進(jìn)入循環(huán)系統的癌細胞，在那里它們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的血液檢測來(lái)發(fā)現。這些細胞可作為癌癥的生物標志物，指示遠端是否存在腫瘤，以及它們的遺傳狀況和藥物敏感性。與手術(shù)干預不同，CTC與縱向研究兼容，能夠有效指導治療。然而，要理解它們的意義，也沒(méi)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(méi)有。一些表現出癌癥干細胞的特性，而另一些則不是。目前，美國FDA批準的唯一一種CTC臨床檢測是楊森診斷公司（JanssenDiagnostics）的CellSearch，它能有效定義上皮來(lái)源的CTC，即EpCAM、DAPI和細胞角蛋白陽(yáng)性，而CD45陰性。

　　當然，并非所有腫瘤都來(lái)源于上皮細胞，甚至上皮腫瘤也可能逐漸喪失上皮標志物（CellSearch被批準用于轉移性乳腺癌、結腸直腸癌和前列腺癌）。而且有跡象表明，除了癌癥，炎癥也可能導致血液中存在上皮細胞。Werb認為，這個(gè)故事比我們想象的要復雜得多。

　　據楊森診斷公司的研發(fā)部門(mén)主管RonMazumder介紹，血液中存在可檢測CTC的患者比例隨癌癥類(lèi)型的不同而不同。比如，結腸直腸癌、卵巢和乳腺癌大約是50-70%，而非小細胞肺癌則低至30%。這些患者體內的CTC數量也相差甚遠，從單個(gè)細胞到幾千個(gè)。“中位數大約是二、三十個(gè)細胞，”Mazumder談道，但他們發(fā)現，轉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，預后情況要比CTC較少的患者糟糕得多。因此，五個(gè)被設為臨界值–如果CTC的數量更多或更少，這對患者生存有著(zhù)顯著(zhù)的影響，而且在多個(gè)癌癥類(lèi)型中都是如此。

　　微流體選擇

　　原先，CellSearch完全依靠細胞計數。如今，用戶(hù)也能獲得這些細胞的遺傳信息。2014年8月，楊森宣布與Asuragen建立伙伴關(guān)系，對分離出的CTC開(kāi)展新一代測序，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)性的細胞，然后成像并計數。因此，麻省總醫院癌癥研究中心的助理教授ShannonStott認為，你需要預先知道你要尋找的細胞的特性。然而，并非所有CTC都有著(zhù)相同的物理和生物學(xué)性質(zhì)。

　　Stott有著(zhù)機械工程的背景，與幾位同事合作，她開(kāi)發(fā)出分離CTC的新方法。2010年，她開(kāi)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，這種設計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。而捕獲的細胞粘在芯片表面，使得后續培養成為問(wèn)題。

　　2013年，麻省總醫院的團隊開(kāi)發(fā)出第三代的技術(shù)，稱(chēng)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(lái)去除淋巴細胞，保留剩下的一切。

　　據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)生未標記的細胞，便于培養和分析。她的同事DanielHaber的團隊從六位乳腺癌患者中建立了CTC細胞系[3]。對這些細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(kāi)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(kāi)展單細胞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結構的性質(zhì)[4]。與單獨的CTC相比，成簇的CTC有著(zhù)更大的轉移潛力。分析鑒定出一個(gè)細胞連接相關(guān)基因，稱(chēng)為plakoglobin。

　　目前，楊森診斷公司正與麻省總醫院的團隊合作，希望將iChip轉化成新一代的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(gè)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都是圖像流式細胞儀，本質(zhì)上就是帶有照相機的流式細胞儀。隨著(zhù)每個(gè)細胞通過(guò)，它在明場(chǎng)和暗場(chǎng)模式以及多達10個(gè)熒光通道下成像，產(chǎn)生每個(gè)細胞的12幅圖像，且每秒能成像2,000個(gè)細胞。這兩個(gè)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。

　　盡管所得到的細胞無(wú)法培養，但是當細胞通過(guò)系統時(shí)，用戶(hù)也能開(kāi)展各種分析。例如，他們可以對細胞外和細胞內標記進(jìn)行染色，以確定細胞的來(lái)源，或者用RNA?FISH探針染色，對轉錄本進(jìn)行計數。

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

（實(shí)習編輯：許曉靜）