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傳統(tǒng)上，臨床醫(yī)生采用組織活檢進行癌癥診斷。但這種方法對患者具有侵入性，不僅耗時且價格高昂。在過去的十年中，液態(tài)活檢技術(shù)的發(fā)展為這些問題帶來了突破性的解決方案，并有望為不同患者的疾病提供了更加精準的個體化信息。

加拿大多倫多大學生物化學教授Shana Kelley一直致力于CTC捕獲和檢測技術(shù)的研究，她認為，“液體活檢將有望帶來一次徹底的模式轉(zhuǎn)變，因為患者可以在接受治療的同時以一種非侵入式的方式進行持續(xù)監(jiān)測。這樣可以監(jiān)測腫瘤的動態(tài)特征，幫助醫(yī)生們制定更多治療方案，而組織活檢由于技術(shù)的風險和侵入性無法做到這些。”她還表示：“我們發(fā)現(xiàn)越來越多的技術(shù)能夠在單細胞水平分析CTCs的基因型和表型特征。考慮到這些細胞的異質(zhì)性以及追蹤患者樣本中目標亞群微量水平的重要性，這一點極其重要?！?br />

一般而言，研究人員可以通過CTC的生物或物理特征（如基因表達、大小、密度、變形性或電荷）進行正向富集或負向富集，然后利用免疫、分子或功能性實驗對這些細胞進行檢測。雖然CTC富集和捕獲技術(shù)前景廣闊，但與利用ctDNA的液體活檢技術(shù)相比，研究人員卻遇到了挑戰(zhàn)。

2017年發(fā)表在Cancer Discovery期刊的一項研究中，來自德國漢堡大學醫(yī)學中心的Klaus Pantel及其研究團隊對CTCs在液體活檢領(lǐng)域的臨床應(yīng)用進行了研究，并指出了CTCs應(yīng)用的局限性：建立癌細胞系或異種移植需要成百上千個CTCs，這使該方法適用于極少數(shù)疾病的晚期患者身上。作者還指出，對基于CTC生物學發(fā)現(xiàn)的新技術(shù)研發(fā)的關(guān)注，常常會延緩CTC檢測進入臨床診斷的進程。但研究人員也表示，有關(guān)CTC生物學的新研究已經(jīng)開始衍生出“集CTCs富集、檢測和定性于一體”的平臺。

美國醫(yī)療和生命科學咨詢公司Health Advances副總裁Kristen Amanti認為，CTCs臨床應(yīng)用的問題和障礙主要取決于如何使用這些細胞。“如果公司試圖利用CTCs來進行癌癥篩查，而不是監(jiān)測已經(jīng)被診斷出患有某種特定癌癥患者的治療，那么公司將面臨更大的困難?！?/span>Kristen Amanti說到，“如果沒有針對特定類型癌癥的篩查機制，那么在證明臨床證據(jù)有效方面會很困難。如果你提前了解已有一個篩查機制，那你可能還要去證明你比這種篩查更好，或者能夠提供某種經(jīng)濟優(yōu)勢?！?br />

商業(yè)化進程加速

雖然在臨床開展上面臨著不少障礙，但是CTC富集和檢測的商業(yè)前景仍然十分強勁。2018年，多家公司都在CTC捕獲和檢測技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化方面取得了重大進步。

美國Epic Sciences公司的CTC技術(shù)在2018年取得了一系列積極進展。2018年6月，Epic Sciences公司及合作伙伴發(fā)布了一項多機構(gòu)隊列研究，驗證了基于CTC的AR-V7檢測方法的有效性。根據(jù)該公司的信息，這項研究是首個證實液體活檢能夠預(yù)測治療效果并顯示對患者具有生存受益的研究之一。此外，Epic Sciences在2018年初時曾獲得5200萬美元E輪融資，目前該公司正在將其技術(shù)用于研究血液中腫瘤細胞和人類免疫細胞的綜合分析，進而用于免疫治療藥物的研發(fā)和伴隨診斷中。2018年11月，該公司還與加拿大四家乳腺癌治療中心合作進行了一項臨床試驗，以檢測其技術(shù)是否能預(yù)測轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的復(fù)發(fā)風險。

與此同時，美國液體活檢公司Celsee Diagnostics在CTC富集工具商業(yè)化方面取得了進展。在與單細胞診斷公司IncellDx達成一項可行性研究合作后，Celsee Diagnostics在2018年1月份簽訂了一系列產(chǎn)品的聯(lián)合商業(yè)化協(xié)議，包括基于CTC的乳腺癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌和其他癌種的篩查產(chǎn)品。

2018年5月，CellMax Life公司啟動了一項美國臨床試驗，用于驗證其基于CTC的結(jié)直腸癌篩查產(chǎn)品。該公司CMx平臺目前只在亞洲銷售，采用于一種“混合微流體芯片”，能夠從10億個正常細胞背景中分離出1~10個CTCs。CellMax Life還在2018年4月份與IncellDx達成合作，共同開發(fā)和和銷售幾種實體瘤的CTC檢測產(chǎn)品，用于個性化治療方案選擇和監(jiān)測。近日，CellMax Life還宣布，作為公司細胞療法臨床試驗的一部分，公司已經(jīng)與臺灣Medigen Biotech公司達成合作。Medigen將結(jié)合Cellmax Life的CMx平臺及其液體活檢panel，用于患者的的治療決策及療效監(jiān)測。

另一家計劃進軍CTC液體活檢領(lǐng)域的公司是Precision for Medicine。2018年9月，Precision for Medicine收購了ApoCell公司及其ApoStream CTC富集技術(shù)。該技術(shù)可利用介電電荷差分離腫瘤細胞和正常細胞。根據(jù)Precision for Medicine公司高級副總裁Darren Davis的說法，公司收購ApoCell主要在于其開發(fā)的一款基于免疫組織化學和免疫熒光成像的新型液體活檢技術(shù)。

Vortex Biosciences也在推廣基于CTC的VTX-1液體活檢平臺方面取得了進展。該公司在2018年3月份與BioView合作開發(fā)一種整合流程，以識別CTCs的臨床生物標志物。2017年11月份，該公司和Stratec Consumables簽訂了一項供貨協(xié)議，計劃開發(fā)一款適用于Vortex平臺的微流體芯片。該芯片最初由加州大學洛杉磯分校（UCLA）開發(fā)，新版芯片將幫助該平臺適用于商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。此外，在2018年早些時候，Menarini Silicon Biosystems公司宣布已經(jīng)將最近收購的技術(shù)整合到一款細胞型液體活檢流程中，其中包含CellSearch CTC純化工具。該公司表示，CellSearch利用細胞外抗原表位和免疫磁珠，以一種自動化方法從血液樣本中提取腫瘤細胞。

初創(chuàng)公司潛力巨大

位于美國密歇根州的初創(chuàng)公司Akadeum計劃通過公司的微氣泡平臺進入液體活檢市場。公司稱微氣泡平臺可以識別和分離CTCs和其他分子分離。目前Akadeum的這款工具只限于研究使用，與微流控芯片不同的是，該平臺使用的是低密度的玻璃板和空氣泡，氣泡表面帶有特定抗體，能夠與靶細胞結(jié)合，然后“浮到表面”。Akadeum公司CEO Brandon McNaughton表示，該公司計劃在未來兩到三年內(nèi)在全美國推廣產(chǎn)品甚至銷往國外。

來自威斯康星大學的 Capio BioSciences公司也開發(fā)了一種類似的技術(shù)，名為CapioCyte。該技術(shù)整合了細胞滾動和多價結(jié)合功能。Capio BioSciences創(chuàng)始人Seungpyo Hong解釋道，CapioCyte與其他CTC捕獲技術(shù)不同之處在于，該技術(shù)結(jié)合了仿生學和納米技術(shù)。癌癥篩查和早期診斷是一個極大的市場，但Hong指出，每個患者的CTCs所呈現(xiàn)的高度變異數(shù)量和表型表明，CTCs的預(yù)后價值將在未來得到進一步探索。

除此之外，美國堪薩斯大學還在2018年5月公布了一項關(guān)于微流體平臺的研究，該平臺可以對包括多發(fā)性骨髓瘤在內(nèi)的克隆性漿細胞疾病患者的循環(huán)漿細胞進行檢測。在堪薩斯大學大學化學與機械工程專業(yè)教授Stephen Soper主導(dǎo)下，研究團隊在2016年創(chuàng)建了Biofuidica公司，進一步開發(fā)一款使用正弦微流控技術(shù)的診斷工具。

學術(shù)成果不斷涌現(xiàn)

商業(yè)進程之外，關(guān)于CTC的學術(shù)成果在去年同樣不斷涌現(xiàn)。例如，來自加拿大英屬哥倫比亞大學的研究人員便開發(fā)了一款CTC富集系統(tǒng)。研究團隊認為，通過結(jié)合生物物理富集和激光捕獲顯微切割（LCM），該系統(tǒng)在一定程度上克服目前液體活檢技的局限性。在本研究中，課題組通過溶解紅細胞從前列腺癌血樣中富集CTCs，使用一種特殊的微流體細胞分類方法分離白細胞和CTCs。為了提取單個CTC用于激光捕獲顯微切割，研究小組通過免固定染色選擇腫瘤細胞，將細胞樣本嵌入水凝膠基質(zhì)中，使細胞固定。隨后，研究小組然后使用一款短距離散焦UV激光提取包埋的細胞。

此外，在去年4月份，來自加拿大多倫多大學的一個研究小組發(fā)布了一項關(guān)于mRNA細胞計數(shù)法的檢測方法，將CTC分離和基因表達分析結(jié)合起來。研究人員使用兩種磁性顆粒，選擇性雜交腫瘤細胞中mRNA的不同區(qū)域，幫助分離細胞并評估每個細胞中RNA的含量。研究小組利用免疫熒光法以及mRNA方法或EpCAM捕獲法檢測到CTCs。研究人員發(fā)現(xiàn)mRNA細胞計數(shù)方法能夠同時提供CTC數(shù)量和臨床相關(guān)mRNA的缺失或存在的準確情況。但研究小組表示，他們還將需要在CTCs含量較少的早期癌癥患者中測試這種方法。

結(jié)語

腫瘤液態(tài)活檢的概念起源于CTC，相比ctDNA，發(fā)現(xiàn)較早卻浮沉多年的CTC在幾番打磨后逐漸發(fā)揮出自己的優(yōu)勢。借著二代測序技術(shù)的東風，ctDNA后來者居上占盡風頭，但是CTC也完全沒有落后。CTC分離和鑒定技術(shù)的發(fā)展使得相關(guān)研究再次成為腫瘤領(lǐng)域的焦點。如今，越來越多新的檢測產(chǎn)品正在被使用，未來可能還會出現(xiàn)更多。隨著更多數(shù)據(jù)的積累與臨床證據(jù)的支持，液體活檢的使用或?qū)⒆兊酶映Ｒ?guī)化。