循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)是從原發(fā)腫瘤組織脫落 并侵襲進入血液循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細胞。CTCs能夠通過血液循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至其他組織上并發(fā)展為轉(zhuǎn)移灶,這是導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移的主要途徑之一。研究表明,血液中CTCs的數(shù)量與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn) 移密切相關(guān),因此在臨床中可用于腫瘤的早期診斷, 以及監(jiān)測患者的療效和復(fù)發(fā)情況。同時,由于 CTCs 攜帶原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶信息,因此深入分析CTCs中的蛋白質(zhì)、核酸等信息可以指導(dǎo)腫瘤患者 用藥,檢測抗藥性,以及調(diào)整治療方案等。因此, 實現(xiàn)對血液中CTCs的捕獲與檢測具有十分重要的 生物學(xué)和臨床意義。然而, CTCs 不僅在血液中含 量極少,而且受血細胞等干擾極其嚴重,因此實現(xiàn)對 CTCs的高選擇性捕獲極具挑戰(zhàn)。
為了有效捕獲血液中的 CTCs,現(xiàn)有方法從原 理上可以分為3類:基于CTCs和血細胞尺寸、密度 等差異的生物物理方法;依靠抗體與CTCs細胞表 面抗原特異性親和的生物親和方法;模擬抗體-抗原 原理的人工抗體方法。本文對上述方法進行了綜 述,并從捕獲效率、捕獲純度和釋放活性保持等方面 進行了討論。此外,還對 CTCs捕獲方法的發(fā)展趨勢進行了展望。
1. 基于生物物理原理的CTCs捕獲方法
基于生物物理原理的捕獲方法是指利用CTCs 與其他細胞在大小、密度、質(zhì)量、電極性和聲感性等 的差異,采用過濾、離心、電泳、慣性聚焦、聲波等方 式實現(xiàn)分離。由于該方法不依賴于細胞表面的特異 性抗原,被稱為“無標記”方法
2. 基于生物親和原理的CTCs捕獲方法
CTCs 具有腫瘤細胞的特征和組織來源標志 物,如上皮細胞黏附分子( EpCAM)、細胞角蛋白質(zhì) ( CK)、癌胚抗原( CEA)和前列腺抗原( PSA)等。 基于生物親和原理的CTCs捕獲方法是將上述標志 物的抗體固載于基質(zhì)材料表面,基于抗體與標志物 之間的特異性結(jié)合,實現(xiàn) CTCs的分離與捕獲。由 于基質(zhì)材料的表面為抗體與細胞的結(jié)合提供微環(huán) 境,因此對CTCs的捕獲具有一定影響。目前,基于 生物親和原理的基質(zhì)材料主要包括磁珠、微流控芯 片和具有微納米結(jié)構(gòu)的材料等。
3. 基于人工抗體的CTCs捕獲方法
人工抗體是通過模擬抗體-抗原相互作用機理, 以分子識別為基礎(chǔ)、能夠與靶標分子特異性結(jié)合的 人工合成材料,包括適配體、特異性多肽和分子印跡 材料,其既具有與抗體相當?shù)慕Y(jié)合常數(shù),又具有 成本低、穩(wěn)定性好、易化學(xué)合成和修飾等優(yōu)勢,已在 小分子藥物、環(huán)境污染物、多肽和蛋白質(zhì)識別與分離 中得到廣泛應(yīng)用。雖然人工抗體在CTCs捕獲方面 尚處于起步階段,但是已經(jīng)顯示出良好的應(yīng)用前景。
綜上所述,近幾十年來,研究人員開發(fā)了多種 CTCs捕獲方法(見表 1),并成功實現(xiàn)了血液中 CTCs的捕獲和鑒定,發(fā)現(xiàn)CTCs的數(shù)量與腫瘤的發(fā) 生、發(fā)展與預(yù)后密切相關(guān)。