循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTC)泛指存在于外周血中的各類(lèi)腫瘤細(xì)胞,CTC被認(rèn)為是一種來(lái)源于腫瘤原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶、在特定條件下釋放入外周血液循環(huán)的腫瘤細(xì)胞。
CTC具有腫瘤細(xì)胞的特殊表型,在外周血中含量極為稀少。大部分 CTC在進(jìn)入外周血后發(fā)生凋亡或被吞噬,少數(shù)CTC能夠逃逸并在組織中附著,發(fā)展成為轉(zhuǎn)移灶,增加惡性腫瘤患者死亡風(fēng)險(xiǎn)。CTC在腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移之前即可出現(xiàn),因此,也被認(rèn)為是一種轉(zhuǎn)移的前體(腫瘤)細(xì)胞,是腫瘤獲得侵襲性能力的體現(xiàn)。
腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的最經(jīng)典依據(jù)是1889年P(guān)aget提出的“種子和土壤”學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為,腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展是處于活躍或 活化狀態(tài)的腫瘤細(xì)胞作為“種子”,當(dāng)遇到適合的器官、組織的基質(zhì)環(huán)境,即“土壤”時(shí),就會(huì)在此定居、生長(zhǎng),即發(fā)生腫瘤的轉(zhuǎn)移,從而部分解釋了腫瘤原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶之間的關(guān)系。
由于CTC(循環(huán)腫瘤細(xì)胞)能夠代表原發(fā)腫瘤的表型和遺傳組成,并能夠作為任何轉(zhuǎn)移性腫瘤的“液體活檢”靶標(biāo),這為早期發(fā)現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移,判斷預(yù)后,確定腫瘤分子特征,選擇合適的個(gè)體化治療方案以及評(píng)估療效等,提供了重要的實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。
例如,CTC計(jì)數(shù)可以作為預(yù)測(cè)指標(biāo),當(dāng)其大于已知的閾值時(shí),就預(yù)示著患者患有轉(zhuǎn)移性乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌等。
基于臨床試驗(yàn),美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了一種臨床檢測(cè)CTC的Cell Search技術(shù),用于上述癌癥的CTC的富集和計(jì)數(shù)。
目前,學(xué)者們?nèi)〉霉沧R(shí)的CTC概念:自發(fā)或受外界因素作用(如診療操作等)由原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶進(jìn)入外周血液循環(huán)的腫瘤細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞脫落、侵襲并進(jìn)入血液循環(huán)是腫瘤轉(zhuǎn)移的最初階段,這一過(guò)程為最終形成腫瘤轉(zhuǎn)移灶提供了可能。進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的腫瘤細(xì)胞大部分在機(jī)體免疫識(shí)別及殺傷等作用下發(fā)生凋亡,有極少數(shù)腫瘤細(xì)胞在循環(huán)系統(tǒng)中存活下來(lái),在一定條件下,通過(guò)遷移、黏附以及相互聚集形成微小癌栓,并在一定條件下發(fā)展為轉(zhuǎn)移灶。
大量研究表明,CTC是腫瘤來(lái)源的一類(lèi)子集細(xì)胞,以不同形態(tài)存在于外周血中,既有游離的單個(gè)細(xì)胞,也有聚集成群的細(xì)胞團(tuán)。CTC有腫瘤的生物學(xué)特性,但不同的是,這類(lèi)細(xì)胞可能會(huì)表現(xiàn)出一定的異質(zhì)性變化,從而促進(jìn)轉(zhuǎn)移的發(fā)生,其中最重要的是上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化。也就是說(shuō),在進(jìn)入外周循環(huán)之前,部分腫瘤細(xì)胞會(huì)逐漸失去上皮細(xì)胞應(yīng)有的細(xì)胞間黏附能力及基底膜極性,并獲得類(lèi)似間葉細(xì)胞的特性,從而具有更強(qiáng)的侵襲性。
其中,部分CTC在最終錨定并進(jìn)展成為轉(zhuǎn)移病灶之前,會(huì)一直處于休眠狀態(tài),而部分CTC則會(huì)發(fā)生間質(zhì)—上皮轉(zhuǎn)化,重新獲得細(xì)胞間黏附能力以及基底膜的極性,定植并發(fā)展為轉(zhuǎn)移病灶。
據(jù)統(tǒng)計(jì),90%以上的腫瘤患者死于腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā),實(shí)體腫瘤或轉(zhuǎn)移灶的腫瘤細(xì)胞在特定條件下,通過(guò)上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),從形態(tài)上發(fā)生向間充質(zhì)細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)變并獲得遷移的能力。
惡性腫瘤都會(huì)通過(guò)血液傳播轉(zhuǎn)移到身體的其他器官,而腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的主要原因。腫瘤細(xì)胞侵入原發(fā)腫瘤細(xì)胞的周?chē)M織中,進(jìn)入血液和淋巴管系統(tǒng),形成循環(huán)腫瘤細(xì)胞CTC,并轉(zhuǎn)運(yùn)到遠(yuǎn)端組織,再滲出,適應(yīng)新的微環(huán)境,最終播種、 增殖并定植,形成轉(zhuǎn)移灶。
因此,早期發(fā)現(xiàn)血液中的CTC,對(duì)于患者病情分析、預(yù)后判斷、療效評(píng)價(jià)和個(gè)體化治療都有著重要 的指導(dǎo)作用。
隨著CTC檢測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展,CTC富集、分離和分析已在乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、黑色素瘤等多種惡性腫瘤中得到應(yīng)用。
對(duì)于腫瘤的常規(guī)檢測(cè)手段來(lái)講,如影像學(xué),腫瘤在<1cm 情 況下,醫(yī)師很難發(fā)現(xiàn)或者確認(rèn)其為異常。
然而,匯總國(guó)內(nèi)外的CTC研究可見(jiàn),很多腫瘤在瘤塊直徑2—4mm 情況下已經(jīng)有腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán),從這個(gè)角度講,CTC對(duì)早期診斷具有不可低估的意義。
從臨床來(lái)講,在疾病早期要判斷患者是否得了腫瘤,一直是一個(gè)很難明確回答的問(wèn)題,很容易造成誤診或者漏診。
在很多難以確診的患者的血液中,如果能夠檢查到CTC,對(duì)于配合醫(yī)師下腫瘤診斷的結(jié)論具有積極意義。而來(lái)源于原發(fā)或轉(zhuǎn)移病灶的CTC具有腫瘤特殊表型,其可能會(huì)出現(xiàn)一些特異性的抗原或是生物標(biāo)志物,抑或是和原發(fā)病灶相似的基因突變,可以實(shí)時(shí)反映腫瘤的發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r。
CTC的另一項(xiàng)重要臨床應(yīng)用是對(duì)抗腫瘤治療效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。CTC檢測(cè)可作為影像學(xué)及臨床評(píng)分體系的補(bǔ)充,對(duì)患者的治療應(yīng)答做出評(píng)價(jià)。例如在藥物治療后1~2周,通過(guò)CTC檢測(cè),臨床醫(yī)師就可以依據(jù)CTC類(lèi)型和數(shù)量的改變預(yù)測(cè)治療效果,效果不佳的患者可及時(shí)調(diào)整治療方案,避免浪費(fèi)寶貴的治療時(shí)間。
CTC檢測(cè)作為一種簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)手段,可隨時(shí)獲取用于評(píng)估患者的預(yù)后。對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移患者進(jìn)行預(yù)后評(píng)估,是目前CTC臨床應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。惡性腫瘤患者治療前后的CTC類(lèi)型和數(shù)目的變化具有重要的預(yù)后提示價(jià)值。
大量實(shí)驗(yàn)證明,CTC的出現(xiàn)與晚期癌癥患者的預(yù)后密切相關(guān)。腫瘤患者經(jīng)過(guò)治療后,在恢復(fù)過(guò)程中是否會(huì)發(fā)生腫瘤復(fù)發(fā)?以及何時(shí)復(fù)發(fā)?醫(yī)師無(wú)法對(duì)此做出解釋。
腫瘤復(fù)發(fā)實(shí)際上就是腫瘤轉(zhuǎn)移的過(guò)程,很多乳腺癌患者復(fù)發(fā)后會(huì)發(fā)生腦轉(zhuǎn)移,而結(jié)直腸癌患者復(fù)發(fā)后往往出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移。這說(shuō)明即使原發(fā)灶已經(jīng)切除,腫瘤還會(huì)轉(zhuǎn)移到其他部位,這實(shí)際上就是一個(gè)慢性的腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程。
也就是說(shuō),腫瘤的復(fù)發(fā)不是一日形成的,它是一個(gè)持續(xù)的、腫瘤不斷釋放入血并向遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的緩慢過(guò)程。經(jīng)過(guò)治療的患者,外周血液循環(huán)應(yīng)該是沒(méi)有或者只有極少數(shù)目標(biāo)腫瘤細(xì)胞,如果在今后的復(fù)查過(guò)程中檢測(cè)到CTC持續(xù)增多,很有可能是腫瘤復(fù)發(fā)的前兆或復(fù)發(fā)的過(guò)程,提示醫(yī)師應(yīng)對(duì)患者采取適當(dāng)?shù)闹委焷?lái)控制CTC的增多。所以,CTC檢測(cè)對(duì)發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤患者進(jìn)行預(yù)后評(píng)估是目前較為廣泛的領(lǐng)域。
此外,惡性腫瘤患者治療前后CTC水平的變化對(duì)預(yù)后有著重要的預(yù)判價(jià)值。
隨著CTC技術(shù)的成熟,對(duì)患者進(jìn)行持續(xù)的CTC動(dòng)態(tài)跟蹤觀察,一旦發(fā)現(xiàn)CTC數(shù)目顯著增加,醫(yī)師應(yīng)及時(shí)更換新的治療方案。而與腫瘤組織樣本相比,血液樣本更易獲取、創(chuàng)傷性小、可反復(fù)采集,是臨床上常規(guī)檢測(cè)較為理想的標(biāo)本來(lái)源,大大提高了這一方法的應(yīng)用價(jià)值。
個(gè)體化治療是指針對(duì)每一位不同的腫瘤患者,醫(yī)師給出不同的治療方案。目前,已有學(xué)者把患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng),通過(guò)體外藥理實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察哪種化療藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷作用 最大,將其用在患者身上,以增加治療的目的性。隨著CTC捕獲技術(shù)的成熟,人們開(kāi)始考慮是否可以把CTC作為個(gè)體化治療的基礎(chǔ),從目前來(lái)看是可行的。即先將 CTC捕獲出來(lái)進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)好后進(jìn)行藥理實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行化療藥效的快速評(píng)估。
此外,CTC是游離于患者血液中的腫瘤細(xì)胞,攜帶了腫瘤的全部基因。為此,CTC可以作為基因檢測(cè)的樣本,來(lái)反映患者腫瘤的基因信息,指導(dǎo)個(gè)體化用藥。
國(guó)內(nèi)外很多藥廠都投入巨資開(kāi)發(fā)腫瘤新藥,在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中不僅把實(shí)體腫瘤作為靶向治療的一個(gè)靶標(biāo),同時(shí)也認(rèn)識(shí)到可以把CTC作為藥物治療的對(duì)象。通過(guò)對(duì)獲取的CTC進(jìn)行基因分析,能實(shí)時(shí)反映腫瘤的基因狀況,準(zhǔn)確地指導(dǎo)藥物選擇,提高治療效果。
某女士受檢者經(jīng)天爍生物CTC檢測(cè)報(bào)告