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循环肿瘤细胞CTC检测及临床应用.doc
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循环肿瘤细胞检测及临床应用
中文摘要:循环肿瘤细胞是从原发肿瘤扩散,进入到血液或淋巴系统的肿瘤细胞。循环肿
瘤细胞在血液中含量稀少,一般先将循环肿瘤细胞富集,然后再进展检测,现在已经开发
了多种细胞富集和检测技术。本文主要对 的富集和检测技术研究进展,以及
在临床分析和研究上的应用进展了综述。
关键词:循环肿瘤细胞富集检测临床
癌症转移的过程是循环肿瘤细胞!,"从原发肿瘤别离,
通过循环系统扩散,进入血液或者淋巴系统,在远处形成新的肿瘤,最终导致大多数的癌
症病人死亡#$%。$&'( 年, 在一例癌症死亡患者的外周血中发现了类似肿瘤的
细胞,并首次提出了 的概念#)%。从此,越来越多的研究说明, 的出现与癌症
密切相关。通过上皮*间质转化!+,",实体瘤的上皮细胞进展细胞的变化,使他们通过增
加流动性和侵袭性脱离组织,进入到血液中,附着,、开展成远端转移#-%。由于 能
够代表原发肿瘤的表型和遗传组成,并能够作为任何转移性肿瘤的〞液体活检〞, 的
富集别离和特征研究,十分具有吸引力。 的富集和计数技术已经建立,其中 的
计数可以成为预测指标,当其大于的阈值时,就预示着病人就患有转移性乳腺癌 #.%,、前
列腺癌#/%,、结直肠癌等#'%。
基于临床试验,美国 01 批准了一种临床检测 的 2 技术,用于上述
癌症的 的富集和计数。2 技术成功的证明了 确实表征了疾病的活
泼, 数量的增加预示着病情的恶化,可以通过 了解原发性和转移性肿瘤,以
为根底的分析,可以帮助人们实时诊断和预测,对病情做出决定,并取样检测耐药
性。大多数常规的癌症治疗方法在治疗转移性癌症方面难以成功, 的可能促进肿瘤
的临床研究。
在血液中极其稀少,数十亿的外周血细胞也阻碍了对 的别离和分子鉴定。
现在已经开发了大量的技术用于富集和检测 ,其中有些已经成功的用于测试或者临
床评估。本文主要综述 的富集和检测技术的研究进展,以及对 的在临床分析
和研究上应用。
$ 富集技术
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为了从大量血液细胞中捕获数量稀少的 ,富集别离技术必须足够敏感性,可重
复性,可靠,、快速,、廉价,并且所需获取血液量要尽量少,方便实现过程自动化,方便
下游分析。此外,富集别离的 要能够保持他们的活性,在富集别离的过程受到的干
扰要尽量小,因为这可能改变 的状态和表型#3%。
富集的技术有很多种,这些技术使用多个性能参数评估 !即捕获效率,纯度,细
胞活力,富集速度,血液样本容量等",然后通过检测临床样本进展验证。最正确的富集别
离方法可能需要之间的性能参数的折衷,而且可能依赖于下游的应用。 的富集技术
主要根据免疫亲和性,物理性质和直接分析分为三类。
$$ 免疫亲和性!45"
以免疫亲和性为根底的 富集主要是利用捕获抗体!如 +, 抗体"和 靶抗
原!如 +,"之间的高度特异性。基于 +, 抗体的富集技术有很多种,主要区别在于
捕获的方法有所不同。抗体捕获的方法主要有以下几种。
$$$ 免疫磁珠法!,"
免 疫 磁 珠 法 富 集 主要 是 利 用捕 获 抗 体 !如 +, 抗 体 " 和 抗 原 !如
+,"之间的高度特异性反响,免疫作用促使抗原与耦合到磁珠的抗体发生特异性的结
合,然后抗原*抗体复合物被置于磁场作用之下,通过磁场对磁珠固定从而使 与其他
血液细胞别离,产生富集效果。
2 系统是免疫磁珠方法应用的典型代表。在该方法中,经过密度梯度离心
富集的外周血被收集到含有防凝剂的收集管中,然后被放置到一个自动化的制备系统。该
系统利用免疫磁珠富集 +, 阳性的细胞。捕获效率主要与 +, 的表达水平有关。
有研究说明在 +, 高表达的细胞中,有大约 3/6的捕获效率,而在 +, 低表达的
细胞中,大概只有 .)6的表达捕获效率。在检测的过程中,富集的细胞与 1./, 的
抗体孵育,然后用 174 染色。 和 1./ 分别用 7+ 和 7 荧光标记,然后,+,
阳性的 被 *8*7+ 抗体标记,而白细胞被 *1./*7 抗体标记。标记的细
胞被 89计数和分析,最终, 是 :;174:;1./*,而白细胞
是 *;174:;1./:。系统的这种半自动特征使得样本的检测非常迅速,而且具有很好
的重复性#&%。
磁铁清扫装置!"是新开发出来的技术,磁铁清扫装置提
高被磁珠包被的 +, 抗体的捕获能力。这种技术的可以到达 ')6的捕获效率,/$6
的纯度,(;< 的通量#(%。用这种磁珠清扫设备用 =*7= 的方法从 -> 个转移性乳腺癌
病人中的 )$ 个病人的血液中检测出了 #$>%。
磁性筛装置!",通过微阵列的形式在磁场孔边缘产生极高的
磁性区域,在富集过程中使用垂直流动构造,可以增强捕获效率到 ($.6,提高了处理速
度,最优到达 $>;#$$%。
!, <, "是一个商业化的设备,它采
用了磁珠与各种癌症!如乳腺癌,直结肠癌,前列腺癌,卵巢癌"的特异性抗体进展鸡尾酒
式结合,并用多重 =*7= 的方式检测 ,这套实验装置已经真是可用于转移性乳腺
癌,卵巢癌。比拟研究发现, 装置从 // 个转移性乳腺癌病人
中 的 )( 个 病 人 血 液 中 检 测 出 了 , 而 2 装 置 只 从 )' 个 检 测 出 了
#$)%。
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0$2 富集检测 流程
$$)*
* 是一种基于免疫亲和以及芯片的 检测技术,在 (3>
)
的外表上,
排列了 3&>>> 个被 +, 抗体包被的硅微柱,用于捕获 。通过抽气产生压力使血
液样品以 $*); 的速度不连续的从芯片外表通过。这种缓慢的流速可以保证 吸附
在 +, 包被的微处理器上。而这种硅微柱提供了大量的外表积用于接触,从而使
+, 表达高或者低的 的捕获效率差异不大,捕获效率超过 '>6,纯度大约
/>6。用癌症患者和安康人体的血液样品经过 * 检测,从 $$' 个患者中的 $$/
个患者身上检测到了 ,而 )> 个安康人体没有检测到 ,敏感性到达了 (($6,
特异性为 $>>6。同时,检测到的 数目与病人的病情相关#$-%。
一种类似的微柱是在〞?〞
微芯片上连接前列腺特异性膜抗原 !72,",这种微芯片的捕获效率为 &/6,纯度为
'&6,并且从 )> 个前列腺病人中的 $& 个检测到了 #$.%。
最近,@98 等开发了〞*〞,该装置可以用于以阳性 +, 抗体的
筛选,也可以用于以大小为根底的富集步骤后对白细胞的消除。据报道,他们的捕
获效率到达了 (&'6,纯度为 >>)*.)6。@A.) 个转移性癌症病人中的 -3 个身上
检测出了 ,而 = 仅从 )( 个病人身上检测到 #$/%。
0)*富集检测 流程
$$- 纳米构造底物!A"
B 等利用纳米构造底物,以非常高的接触比外表积进展免疫亲和,用 +, 抗
体结合纳米柱,获得捕获效率 (/6,通量为 $;。用这个方法从 )' 个前列腺癌中的
)> 个病人身上检测到了 #$'%。该芯片又被进一步修饰为以静电聚合物纳米纤维为底
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