精准医疗时代循环肿瘤细胞(CTC)检测的广阔应用前景
    2021-09-13

   

备受关注的CTC并不是一夜之间“火”起来的!


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CTC原理图


精准医疗时代,液体活检成为肿瘤与检验领域的重要分支。液体活检是一种通过体液(主要是血液)对疾病进行筛查或诊断的技术,在肿瘤精准医疗方面拥有巨大潜力。


目前,液体活检有三种主要的肿瘤来源的生物标志物,分别是循环肿瘤细胞(CTC)、循环肿瘤DNA(ctDNA)以及外泌体。其中,CTC是肿瘤转移的“种子”,被多项研究证实,其会随着血液循环到达新的器官部位,一定情况下形成新的转移病灶。


临床应用最多的是基于CTC分选和鉴定用于动态反应肿瘤的疾病进展,为肿瘤的早期诊断、预后评估、疗效监测、复发转移监测、实时动态监测和个体化诊疗等提供了一种简便快捷的手段。


CTC的起源

早在1869年,澳大利亚学者Thomas Ashworth首次在一例转移性癌症患者血液中观察到CTC,并首次提出了CTC的概念,到2007年美国FDA批准用于CTC检测的CellSearch系统,可用于转移性乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌的预后预测,到如今AJCC指南以及最新的NCCN指南都已纳入CTC关于分期和预后的指导内容,CTC在肿瘤诊断方面的应用不断深入。


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CTC临床应用


CTC的发展

CTC细胞非常稀有,1mL血液中大约有5×109个血细胞,而CTC的含量仅只有1~50个。如何快速且高灵敏性地识别并富集高纯度、高细胞活性的CTC是临床应用的重点和难点。


自十年前美国强生推出Cell Search检测平台以来,国产仪器经历了第一代(磁珠法)、第二代(滤膜法),现已迎来第三代微流控CTC捕获技术的检测系统,通过增大EpCAM抗体与血液接触的比表面积,不仅在灵敏度和准确性上有了大幅度的提升,还可保留CTC活性,实现无损富集CTC,进行CTC再培养,对推进CTC的分子层面分析与在临检市场进行更广泛的应用都具有重大意义。


2010年,美国癌症联合委员会(AJCC)制定的《肿瘤分期指南》在乳腺癌的应用中将CTC列入目前国际上最为通用的肿瘤分期系统——TNM分期系统。在2018年1月1日在全球启用的AJCC第八版癌症分期系统中,更进一步明确了CTC检测的临床价值,将CTC列为继ER/PR、HER2、Ki67和肿瘤组织学分级四项生物学指标之后的又一项乳腺癌预后评估工具,认为乳腺癌外周血中存在CTC提示预后不良。


《临床肿瘤学杂志》发布前列腺癌Ⅲ期临床试验的结果,多达6000多例的临床数据明确证明CTC是远优于目前临床常用指标PSA(肿瘤标记物)的血液标记物。


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CTC临床应用


如今,对肿瘤患者进行预后评估及疗效监控是目前CTC临床应用最广泛的领域之一,CTC检测可作为影像学及临床评价体系的补充,通过CTC检测,依据CTC类型和数量的改变即可预测治疗效果,对患者的治疗应答作出评价,避免浪费宝贵的治疗时间。作为诸多肿瘤标志物中的一种,CTC在临床检验领域备受关注,大有迎来“第二春”之势。


CTC的明天

相比ctDNA主要是死亡的肿瘤细胞破裂后释放出来的、片段化的基因组DNA,CTC则是能提供完整基因组的活细胞。如果说ctDNA是人体血液这条“河流”里搜寻到的“鱼骨头”,那么CTC就是从这条河流里捕获到的完整的“鱼”。仅通过对前者的分析,并不能确认“鱼”的存在和活性,更多获取的是已经凋亡的肿瘤细胞信息;而后者则拥有包括mRNA、基因组等在内的更多信息,因此CTC检测具有更丰富的临床诊疗价值。通过对CTC每个细胞的基因组和蛋白表达的分析,更有助于开展相关临床精准诊疗工作。


CTC与微流控技术相结合,不仅在肿瘤诊断、治疗和监控等临床应用上表现优异,在用药指导上的最新进展也引人注目。例如CTC能在免疫治疗领域中很好地担当“侦察兵”的职责。通过CTC上 PD-L1 的检测,不仅可预测 PD-1 药物疗效,而且可以有效监测用药后的疗效。未来CTC会拓展到伴随诊断和整个治疗过程中,进行免疫治疗用药人群筛选以及疗效评估等指导。通过CTC细胞的PD-L1,HER2,AR-V7等蛋白检测来进行伴随诊断,判断药物是否适用于这个病人,这是精准医疗的最前沿,也是未来精准医疗的方向。


CTC是游离于患者血液中的肿瘤细胞,携带了肿瘤的全部基因和RNA、蛋白质组学信息,可以作为很好的分子检测样本进行分子分析,反映患者肿瘤的基因信息以及指导个体化用药,这对精准医疗和4P医学(预测性、预防性、个体性、参与性)的开展有重要价值。


未来,CTC将与免疫荧光技术、单细胞测序、细胞影像学等相结合,实现高度的学科交叉融合,为临床提供更为精准的检测数据。


CTC必将在肿瘤的早期筛查,精准诊疗领域大展身手,发挥用武之地!