捕获循环肿瘤细胞CTC的三种策略

【字体: 时间:2018年03月28日 来源:生物通

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  目前,CTC的分离方法主要分为三大类:基于核酸、基于物理性质和基于表面标记。当然,每种方法都有其独特的性质、应用范围以及限制。

自从循环肿瘤细胞(CTC)在肿瘤诊断和治疗上表现出潜力以来,它就迅速成为一颗闪亮的新星。不过,CTC又是十分稀有的,每10 ml血液中只有几个到几十个。随着CTC捕获技术的不断进步,如今捕获效率和准确性都大大提高。

目前,CTC的分离方法主要分为三大类:基于核酸、基于物理性质和基于表面标记。当然,每种方法都有其独特的性质、应用范围以及限制。下面我们就来具体看看。

基于核酸

这种检测方法识别特定的肿瘤DNA或mRNA,间接证实CTC的存在。具体过程是设计特异性引物,对从样品中提取出的DNA或cDNA序列进行扩增。这些序列代表特定的肿瘤基因,包含已知的突变、易位和甲基化模式。

一方面,这种基于扩增的方法有着极高的灵敏度;另一方面,它又缺乏特异性,因为有可能捕获到正常细胞而产生假阳性的信号。之前的研究表明,并非所有的检测目标都是肿瘤特异的,因此血细胞中也可能发现相同的目标。

基于物理性质

这种方法较为常见。它根据物理性质来分离CTC,包括大小、密度、力学和介电性质。从大小上来看,CTC(20–30 μm)比大多数血细胞(8–12 μm)要大得多,因此通过特殊的过滤装置能截留CTC。Rarecells公司开发的ISET循环肿瘤细胞捕获仪就是利用这个原理。据介绍,它能够捕获1 毫升血液中的单个肿瘤细胞。此外,CTC也可通过密度梯度离心来分离。

除了大小和密度的差异,人们也利用CTC和血细胞之间的力学和介电性质差异来捕获CTC。具体来说,CTC的可变形性不及血细胞。另外,不同的细胞具有不同的电导率和极性。微流体芯片利用这些特性,也可以高效地捕获CTC。不过,这种检测会受到肿瘤细胞物理性质的影响,且一些免疫细胞(如单核细胞)的大小与肿瘤细胞相似。

基于表面标记

这种基于表面标记的方法已被广泛用于CTC的捕获。市场上的多个产品都是基于这种原理,包括广为人知的CellSearch系统,以及美天旎的autoMACS Pro细胞分选仪等。一般有两种策略:阳性选择和阴性选择。阳性选择是利用CTC特异的细胞表面标记来纯化和分离CTC,而阴性选择是利用白细胞特异的表面标记来去除免疫细胞。

最常用的阳性选择方法是利用上皮细胞粘附分子(EpCAM),它总在上皮来源的肿瘤细胞表达,但不存在于正常的白细胞上。不过,若CTC表达低水平的EPCAM,特别是那些经历上皮间质转化的细胞,则建议去除利用阴性选择去除正常的造血细胞,留下CTC。阴性选择主要使用CD45、CD14等抗体,但纯度不太高。

CTC数量统计可帮助评估患者的预后,并预测无进展生存期和总生存期。通过后续的单细胞测序,研究人员还可以了解CTC的基因组和转录组特征,从而更好地确定肿瘤转移、复发和耐药的分子机制,并有望开发出新的靶向治疗方法。(生物通 薄荷)

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