循环肿瘤细胞(CTCs)是从原发肿瘤组织脱落 并侵袭进入血液循环系统中的肿瘤细胞。CTCs能够通过血液循环系统转移至其他组织上并发展为转移灶,这是导致肿瘤转移的主要途径之一
循环肿瘤细胞(CTCs)是从原发肿瘤组织脱落 并侵袭进入血液循环系统中的肿瘤细胞。CTCs能够通过血液循环系统转移至其他组织上并发展为转移灶,这是导致肿瘤转移的主要途径之一。研究表明,血液中CTCs的数量与肿瘤的发生、发展和转 移密切相关,因此在临床中可用于肿瘤的早期诊断, 以及监测患者的疗效和复发情况。同时,由于 CTCs 携带原发灶和转移灶信息,因此深入分析CTCs中的蛋白质、核酸等信息可以指导肿瘤患者 用药,检测抗药性,以及调整治疗方案等。因此, 实现对血液中CTCs的捕获与检测具有十分重要的 生物学和临床意义。然而, CTCs 不仅在血液中含 量极少,而且受血细胞等干扰极其严重,因此实现对 CTCs的高选择性捕获极具挑战。
为了有效捕获血液中的 CTCs,现有方法从原 理上可以分为3类:基于CTCs和血细胞尺寸、密度 等差异的生物物理方法;依靠抗体与CTCs细胞表 面抗原特异性亲和的生物亲和方法;模拟抗体-抗原 原理的人工抗体方法。本文对上述方法进行了综 述,并从捕获效率、捕获纯度和释放活性保持等方面 进行了讨论。此外,还对 CTCs捕获方法的发展趋势进行了展望。
1. 基于生物物理原理的CTCs捕获方法
基于生物物理原理的捕获方法是指利用CTCs 与其他细胞在大小、密度、质量、电极性和声感性等 的差异,采用过滤、离心、电泳、惯性聚焦、声波等方 式实现分离。由于该方法不依赖于细胞表面的特异 性抗原,被称为“无标记”方法
2. 基于生物亲和原理的CTCs捕获方法
CTCs 具有肿瘤细胞的特征和组织来源标志 物,如上皮细胞黏附分子( EpCAM)、细胞角蛋白质 ( CK)、癌胚抗原( CEA)和前列腺抗原( PSA)等。 基于生物亲和原理的CTCs捕获方法是将上述标志 物的抗体固载于基质材料表面,基于抗体与标志物 之间的特异性结合,实现 CTCs的分离与捕获。由 于基质材料的表面为抗体与细胞的结合提供微环 境,因此对CTCs的捕获具有一定影响。目前,基于 生物亲和原理的基质材料主要包括磁珠、微流控芯 片和具有微纳米结构的材料等。
3. 基于人工抗体的CTCs捕获方法
人工抗体是通过模拟抗体-抗原相互作用机理, 以分子识别为基础、能够与靶标分子特异性结合的 人工合成材料,包括适配体、特异性多肽和分子印迹 材料,其既具有与抗体相当的结合常数,又具有 成本低、稳定性好、易化学合成和修饰等优势,已在 小分子药物、环境污染物、多肽和蛋白质识别与分离 中得到广泛应用。虽然人工抗体在CTCs捕获方面 尚处于起步阶段,但是已经显示出良好的应用前景。
综上所述,近几十年来,研究人员开发了多种 CTCs捕获方法(见表 1),并成功实现了血液中 CTCs的捕获和鉴定,发现CTCs的数量与肿瘤的发 生、发展与预后密切相关。
为肿瘤诊疗的有效途径之一,研究人员不断 深入研究CTCs的分子特征、生物功能以及临床应 用等,进而对 CTCs 捕获方法提出了更高的要求。 因此,未来的CTCs捕获方法需同时满足更高的捕 获效率、选择性和回收率,从而保证后续分析具有充 足的样本;需保证被捕获细胞能够无损释放,从而用 于后续细胞活性和药敏性评价;需具有通用性,从而 降低临床应用的假阳性和假阴性结果。随着现代分 离分析技术的发展和对 CTCs 认识的不断深入, CTCs分离和捕获的特异性将不断提高,特别是捕 获、释放和检测分析一体化方法的建立,将有助于推 动CTCs从基础研究到临床应用的进一步转化。