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 循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cell，CTC）是指在腫瘤形成和發(fā)展過程中，從實(shí)體腫瘤病變脫落并進(jìn)入血流循環(huán)的腫瘤細(xì)胞。CTC是腫瘤發(fā)生發(fā)展的直接證據(jù)，真實(shí)反映了腫瘤負(fù)荷和特征，并可以提示療效及預(yù)后。既往研究認(rèn)為CTC的出現(xiàn)即提示腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生，然而近期研究在早期腫瘤患者外周血中也發(fā)現(xiàn)了CTC的存在，因此CTC也可用于早期診斷。此外，與循環(huán)腫瘤DNA/RNA和腫瘤細(xì)胞來源外泌體相比，CTC還可進(jìn)行RNA和蛋白組學(xué)的表達(dá)譜分析、體外細(xì)胞形態(tài)和功能研究以及信號(hào)共定位展示等，為個(gè)體化治療提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。雖然CTC檢測(cè)具有方便、快捷、無創(chuàng)和可重復(fù)采樣等優(yōu)勢(shì)，但是外周血中CTC數(shù)量非常少（轉(zhuǎn)移性乳腺癌中每106~108個(gè)有核細(xì)胞僅有1個(gè)CTC），通常需要富集之后再進(jìn)行檢測(cè)或分析。以往因受限于提取和富集技術(shù)，CTC并未得到進(jìn)一步研究和應(yīng)用。直至近十幾年，基于CTC物理特性和分子生物學(xué)特征的分離、提取和富集技術(shù)的發(fā)展，CTC才被應(yīng)用于臨床，并獲批為腫瘤標(biāo)志物，在腫瘤的早期診斷及療效和預(yù)后評(píng)估中凸顯優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)就CTC的發(fā)展歷史、提取技術(shù)及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。

01CTC發(fā)展概況

1869年Thomas Ashworht首次報(bào)道了CTCs的存在。之后Stephen Paget等提出了“種子與土壤”假說，認(rèn)為腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制是癌細(xì)胞通過血液和淋巴擴(kuò)散至身體不同地方，從而誘導(dǎo)周圍正常細(xì)胞形成“腫瘤微環(huán)境”。1998年，CTC首次從血液中分離，并被證實(shí)與病理分期相關(guān) 。此后，CTC才被應(yīng)用于臨床。發(fā)表在N Engl J Med 的一項(xiàng)前瞻性研究結(jié)果提示CTC數(shù)目是預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移性乳腺癌無進(jìn)展生存期（progression-free survival，PFS）和總生存期（overall survival，OS）的獨(dú)立預(yù)后因子。自此CTC被認(rèn)為是腫瘤轉(zhuǎn)移的“前兆”，即CTC是腫瘤轉(zhuǎn)移病灶（血行轉(zhuǎn)移）形成的“種子”細(xì)胞，部分細(xì)胞可在循環(huán)中存活，并在遠(yuǎn)端器官與新的微環(huán)境相互作用下形成轉(zhuǎn)移灶。因此2007年，CTC被美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)（ASCO）納為腫瘤標(biāo)志物。然而，2010年發(fā)表在 J Clin Invest 的研究表明，腫瘤早期也發(fā)現(xiàn)CTC的存在?；诖?，2012年病理學(xué)年鑒不再認(rèn)為血液中發(fā)現(xiàn)CTC僅提示腫瘤轉(zhuǎn)移的“前兆”。目前隨著高通量測(cè)序技術(shù)和單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)，CTC全外顯子測(cè)序和單細(xì)胞測(cè)序?qū)⒂兄诟M(jìn)一步揭示腫瘤異質(zhì)性和腫瘤演進(jìn)過程。

02CTC分離、富集和檢測(cè)技術(shù)

CTC的應(yīng)用與分離技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。第一代CTC分離技術(shù)主要依靠CTC物理特征，如基于細(xì)胞大小和密度法是通過膜過濾、密度梯度離心等方法進(jìn)行分離。這一類方法不依賴CTC抗原表達(dá)情況，操作方便，但因CTC變形性以及密度差異易導(dǎo)致漏檢，影響分離效果。第二代分離技術(shù)是基于CTC表面抗原的表達(dá)，利用免疫磁珠進(jìn)行分選。從本質(zhì)上講，這種方法可以分為兩大類：基于特定抗原的表達(dá)捕獲CTC細(xì)胞的陽性選擇和耗盡給定樣品中非CTC的所有細(xì)胞的陰性選擇。目前唯一獲得FDA批準(zhǔn)的Cell Search系統(tǒng)就是利用表面抗原的表達(dá)進(jìn)行CTC分選。但該方法受上皮標(biāo)志物表達(dá)影響。到目前為止，仍未有公認(rèn)和普適性的腫瘤表面抗原標(biāo)志物，原因有以下幾方面：⑴并非所有腫瘤細(xì)胞均表達(dá)上皮標(biāo)志物，例如黑色素瘤并不表達(dá)上皮標(biāo)志物。⑵腫瘤細(xì)胞入血時(shí)會(huì)發(fā)生上皮－間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal translation，EMT），下調(diào)上皮標(biāo)志物表達(dá)量，導(dǎo)致磁珠對(duì)CTC的吸附能力下降，影響檢出率。⑶在正常情況下，有極少量的正常上皮細(xì)胞脫落入血，或者腫瘤患者在進(jìn)行手術(shù)或其他創(chuàng)傷性治療后，上皮細(xì)胞可進(jìn)入血液，導(dǎo)致假陽性的出現(xiàn)。第三代分離技術(shù)是利用芯片，包括CTC芯片和微流控芯片等對(duì)CTC進(jìn)行分離、富集。該技術(shù)并不是一種獨(dú)立的分離技術(shù)，而是優(yōu)化各類技術(shù)的一種手段。該技術(shù)分離原理多樣，包括基于腫瘤細(xì)胞大小、流體力學(xué)特性、表面分子標(biāo)記以及去除白細(xì)胞進(jìn)行陰性富集等。第一代芯片以CTC-Chip為代表，包括Captura公司的GEDI-Chip和Biocept公司的OncoCEE微流微柱富集，主要是利用CTC與血細(xì)胞生化特性的差異，在芯片中設(shè)置微柱陣列將CTC從血液中分離出來。然而，微柱設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，難以進(jìn)行高通量生產(chǎn)。第二類芯片是以HB-Chip為代表，包括GEM-Chip、GO-Chip以及BioFluidica公司的Modular Sinusoidal Microsystem微流表面富集，此類芯片使用抗體包被捕獲