CTC（循环肿瘤细胞）在监测肿瘤转移中的应用

检验之星

循环肿瘤细胞( circulating tumor cells，CTCs) 指由实体瘤或转移灶释放进入外周血液循环的肿瘤细胞，是恶性肿瘤患者出现术后复发和远处转移的重要原因。随着对肿瘤转移机制的深入研究，尤其是伴随现代检测技术的不断改进，CTCs 的检测取得一些突破性的进展。CTCs 检测作为一种新型的非侵入性诊断工具，在早期发现是否复发与转移、评估疗效与预后等方面的应用价值已成为临床研究的热点。但目前的研究处于发展阶段，面临着许多亟待解决的问题。本文就循环肿瘤细胞的基本概况，检测方法，临床研究进展及存在的主要问题作一综述。

CTCs 的首次提出是在1869 年，Ashworth通过显微镜在1 例死亡肿瘤患者的外周血中发现与原发肿瘤类似的肿瘤细胞。在近百年的发展中，由于检测手段、检测方式的限制使得CTCs 检出率低，直到近代随着生物技术及工程技术的不断发展，才认识到CTCs 的价值，检测技术的进步使得CTCs 更好地被检出，有利于临床肿瘤患者的诊疗及预后。现有研究阐述CTCs 在不同类型肿瘤中的作用，CTCs 对早期发现肿瘤转移、评估预后及指导个体化治疗方式等具有重要作用。

1 循环肿瘤细胞概述

1.1 CTCs 与肿瘤转移随着肿瘤细胞的不断增长，肿瘤细胞可通过分泌一种抑制黏附因子表达的物质增强肿瘤细胞的运动能力并使之与肿瘤母体脱离。这些脱离组织的肿瘤细胞再分泌一种蛋白溶解酶，破坏周边结缔组织并进入脉管系统，即为CTCs。进入脉管中的CTCs 多数在短期内死亡，因免疫识别及杀伤作用会使缺乏变形性和活力的CTCs 不能顺利通过循环系统，可导至多数CTCs 死亡。极少数具有高度活力、高度转移潜能的肿瘤细胞能在循环系统中存活下来，一段时间的相互聚集形成微小癌栓，在一定条件下发展为转移灶。

因此，在外周血中检测到CTCs 预示着有可能发生肿瘤的复发、转移。虽目前手术、放疗等局部治疗手段不断改进，在没有发现淋巴结转移及常规可检测病灶的情况下，仍然有＞20% 的患者5 年内可出现肿瘤的复发和转移。发生治疗失败主要由于肿瘤在侵袭和转移的早期阶段就有癌细胞入血，即高度活力的CTCs 形成微转移。

1.2 现有的CTCs 检测方法CTCs 的检测有助于监测肿瘤的转移或复发及判断预后。目前检测CTCs 的技术方法有很多，包括CTC 富集技术和CTC 检测技术等。富集技术是通过物理性质或磁性等方法将这种较少的细胞特异性地筛选出来，并加以浓缩，提高CTCs 检测的敏感度。基于CTCs 物理特性建立的富集方法包括密度梯度离心、膜过滤法、免疫磁性分离法等。检测技术是将富集得到的CTCs，通过各种分析方法，检测出敏感度、特异性较高的肿瘤细胞。检测技术主要有免疫细胞化学法、流式细胞术、ＲT-PCＲ、生物芯片等。

目前使用较广泛的是已被FDA 批准用于临床检测的CellSearch 系统，用于检测乳腺癌、结直肠癌和前列腺癌患者的CTCs。CellSearch 系统运用富集系统，将细胞用上皮细胞黏附分子( epithelial celladhesion molecule，EpCAM) 抗体磁珠进行筛选后富集，外加磁场的作用下将这些提取出来，分离出来的细胞运用不同的荧光素标记，CD45 荧光素标记抗体以及CK8、CK18 及CK19 荧光素标记抗体标记细胞，核染色后在荧光显微镜下进行荧光检测图像，一般认为CD45/CK+/EpCAM+/DAPI+ 细胞并符合肿瘤细胞特性即为CTCs。

但CTCs 的检测还有很多问题亟待解决，如寻找特异性更高的标志物，提高检测的敏感度，如此才能准确检测出低概率的CTCs，CTCs 的检测才会得到更多的临床认可和应用。

2 循环肿瘤细胞(CTCs) 在肿瘤监测中进展

2.1 早期CTCs 监测与肿瘤转移的关系循环肿瘤细胞的存在，是原发肿瘤发生转移的重要因素。原发肿瘤的癌细胞周围微环境包括复杂的内皮细胞、间质成纤维细胞和各种骨髓来源细胞，包括巨噬细胞、中性粒细胞、间充质干细胞等。一般肿瘤细胞长期保持休眠状态和肿瘤周围组织的微环境及机体的免疫功能状态相关。有研究表明，未能形成肿瘤转移的因素是休眠的细胞未能得到一定条件的刺激和激发，如细胞因子、生长因子、激素和细胞外基质等微环境因素。肿瘤细胞一旦被激活，进入全身循环，形成循环肿瘤细胞，定植于机体的其他部位，形成新的肿瘤微转移灶并逐步新生血管来创建适合宿主细胞生存的微环境。一部分CTCs 如被机体免疫系统识别攻击、部分肿瘤细胞会发生凋亡，而另一部分CTCs 能够存活下来，并发生远处转移。故肿瘤患者外周血中检测到CTCs 是肿瘤发生转移的必要条件，循环肿瘤细胞与肿瘤的复发转移关系十分密切。

目前检测肿瘤患者治疗前、后是否发生早期转移的手段较少，彩超、CT、核磁等影像学方式无法在肿瘤细胞转移早期进行跟踪。影像学一旦发现转移的肿瘤组织，转移灶已达1cm 左右，对肿瘤患者来说为时已晚。有研究使用ＲT-PCＲ方法检测胃癌患者CTCs 的水平，发现CTCs水平可用于早期发现胃癌患者的微转移。CTCs 水平检测对乳腺癌、前列腺癌、结肠癌等病种是否发生肿瘤早期转移具有很高的相关性和预测价值。一旦发现血液中患者的CTCs 数量和水平处于较高阶段，应重视此时患者是否存在肿瘤其他部位的转移。因此，CTCs 数量和水平的提高是肿瘤复发、转移的一个重要因素，对其进行监测，及时发现数量变化，可成为监测肿瘤早期转移的指标。

2.2 CTCs 监测与肿瘤预后及临床评估随着生物学技术的不断发展，检测仪器的不断推陈出新，CTCs 检测的特异性和敏感度在不断提高，临床应用范围也越来越广。目前CTCs的检测在多种肿瘤中均具有重要的临床用途，CTCs 的研究已涉及到转移性乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、膀胱癌和肺癌等多方面。CTCs 检测有助于准确判断癌症患者疾病发展、评判和评估、监测治疗效果，从而及时调整用药，有利于患者的治疗。已有临床研究得出结论，患者CTCs 的数量可判断肿瘤患者的临床分期，指导临床治疗方案的完善与改进，并与无进展生存期(PFS) 及总生存期(OS) 相关联。

血液中检测到肿瘤细胞并不意味着必定会形成转移灶，但CTCs 的存在与肿瘤分期也具有相关性。目前CTCs 检测已被认为是一种值得信赖的方式，对乳腺癌、前列腺癌、结肠癌等患者的预后及临床评价方面具有独特的作用。对患者的预后可进行实时监控，随时进行采血检测，随时预测疾病的预后、评估患者的疾病进展及生存期。CTCs 检测对肿瘤的预后及预测较其他的方法更为准确，比影像学方法更加敏感、直观和经济。

CTCs 可作为判断肿瘤患者预后的一个指标，其数量和水平可作为监测肿瘤患者的无进展生存率、总体生存率和判断预后的独立预测方式。研究发现，对于不同种类的肿瘤，＞90% 的肿瘤患者血液中存在CTCs，而这些患者多数为转移性瘤，另一些肿瘤早期阶段的患者，测到其体内CTCs 数量较肿瘤中晚期患者少，血液中CTCs 数量越少的患者，治疗后的预后越好。目前大量研究表明，CTCs 计数对患者无进展生存期及总生存期的预测均具有重要判断意义，CTCs 阳性组与CTCs 阴性组比较，其中位无进展生存期及总生存期较短; 任何时间段检测出CTCs 数量较高组比数量较低组，肿瘤的预后更差，患者的生存期较短。因此，CTCs 计数动态监测及数量变化对患者的肿瘤预后具有重要的预测价值。CTCs 的检测在判断肿瘤的分期中也具有指导意义。

检测出的CTCs 与原发肿瘤灶的分化程度相关性不高，但其与肿瘤的临床分期具有很高的相关性。CTCs 检测作为肿瘤发生微转移与肿瘤原发病灶之间的纽带，CTCs 动态监测可反映肿瘤微转移灶是否发生，弥补实验室检查如影像学、肿瘤标志物等方面的缺点，有助于对患者肿瘤分期的评估，对肿瘤治疗方案的制定提供支持，不仅提高肿瘤临床分期的准确性，且有利于肿瘤综合性治疗方案的制定。研究表明，CTCs 监测后数量增加的患者，其疾病晚期，病情较重，患者的生存期较短，且危险系数随着CTCs 数量的增加而增加，需要更进一步的治疗。目前尚未证实CTCs 水平可被用作评判分期的标准，但其确有助于改善肿瘤分期，以便提高临床医师的警惕性，采取更加积极的治疗。有学者提出可将CTCs 引入TNM 分期系统，即根据外周血CTCs 检出情况( 以每7．5mL 血液中CTCs 数量5 个为分界线)，将肿瘤分期更进一步划分，有助于对患者病情进行更精确的评估。

CTCs 的检测在肿瘤患者的个性化治疗方面具有重要的指导作用。肿瘤患者的治疗方案一般由疾病的分期、病理分级及发展趋势等因素来制定，CTCs 检测可作为患者治疗方案是否有效的指标，从而指导个性化方案的制定。CTCs数量的改变可反应肿瘤对治疗措施的敏感度及其增殖活性，为个体化治疗提供依据，若外周血中检测出CTCs 数量较高，则说明患者的放化疗疗效较差，应根据情况适时调整治疗方案，通过患者最优的治疗方案以提高疗效，并结合患者的具体情况选择适宜的辅助治疗，或调整治疗强度、持续时间等个性化治疗方案，尽量提高疗效。检测CTCs 数量对当前疗效可起到实时监控的作用，能更好地为临床医师及时调整治疗方案提供支持，从而达到个体化治疗目的。总的来说，CTCs 检测可提供影像学、实验室检查以外的临床预后及评估信息。

2.3 CTCs 临床研究进展目前对肿瘤的治疗是基于肿瘤大小、病理分期、淋巴结远处转移、患者一般状况及肿瘤发展趋势等因素的综合治疗，缺乏个体化治疗。个体化药物治疗应对肿瘤的基因表达或突变进行实时监测，然而多次获取肿瘤组织困难，多数患者在肿瘤切除后很难找到可测量病灶。然而通过外周血获取CTCs，把CTCs 作为循环中的肿瘤病理标本，可实时监测肿瘤变化。随着对CTCs的不断研究，CTCs 的检测目前可用于指导实现个体化治疗方案并评估患者疗效( 表1)。

CTCs 检测通过取患者少量血液进行检测，可根据患者病情和需要随时进行实时监测，结合其他临床信息及时提供更加精细的治疗方案，有助于实现个体化治疗及检测治疗后的疗效。大量研究已表明CTCs 的数量变化可在早期预测疗效，为评价治疗方案的敏感度提供依据，有利于根据患者个体情况及时调整治疗策略，选择最佳治疗方案和时间。血液中检测到CTCs 可以作为肿瘤的独立预后因素。研究证实，肿瘤患者在接受常规的治疗前，进行CTCs 检测，每7.5mL 血液中若CTCs 计数≥5 个，则患者的无进展生存时间和总生存时间更短暂。可见，治疗后CTCs 检测出数量较多的患者，具有更差的预后及更短的生存期。

传统影像学和显微镜下临床诊断癌症患者发生转移之前，血液中已存在肿瘤细胞的播散。CTCs 可预测肿瘤的侵袭性，并提示肿瘤患者的预后。一项对比传统影像学方法与CTCs 计数判断肿瘤的预后评估疾病状态及判断疾病预后，重复性强，CTCs 计数能够更准确地预测患者总体生存时间，提示恶性肿瘤中CTCs 的数量是一个重要的预后指标。

3 CTCs 临床运用中存在的问题及解决方法

恶性肿瘤致死的主要原因是肿瘤的复发和远处转移。早期准确地检测CTCs 对合理进行综合治疗至关重要，并可作为肿瘤治疗后的疗效评估指标，及时监测及判断辅助治疗的效果，并有助于建立个体化治疗方案，从而降低肿瘤复发率，延长患者生存期。外周血CTCs 检测是一种具有高度可行性、可重复性的非侵入性新型诊断工具，在对肿瘤转移的早期诊断、个性化治疗及预后评估中的作用是显而易见的。尽管目前有关CTCs 研究及检测方面取得很大的进展，但是仍有一些问题需要重视。

3.1 特异性众多的学者将目光聚集在CTCs 生物学特性上，但尚未发现CTCs 高特异性的肿瘤标志物。目前的肿瘤标志物特异性低，应研究寻找出特异性和敏感度更高的肿瘤标志物来反映CTCs 水平，为进一步研究CTCs 与肿瘤的密切关系提供思路。

3.2 准确性恶性肿瘤细胞血行和淋巴转移的机制尚未完全阐明，CTCs 的释放入血是否为间歇性，或者有何规律性，必须通过深入研究阐明肿瘤细胞的释放规律，连续多次取样或加大样本量，才能使CTCs 检测更加准确，更适用于临床。

3.3 建立标准肿瘤自身的特异性及微环境，使检测结果出现假阳性或假阴性。处于潜伏期的CTCs，在一定环境因素及特殊细胞因子的刺激下才发展为可增殖发展的肿瘤细胞，具有能逃避免疫杀伤的功能，如患者抽取的外周血容积不同、检测方法不同、上皮肿瘤标志的不同等，可能导至CTCs 的结果会有很大的差异，因此还需要大量的试验研究来建立标准的检测方法及完善相关技术。

3.4 经济型目前检测CTCs 成本昂贵，为阻碍CTCs 检测的原因之一，相关检测的技术及方法有待于进一步完善和改进。

解决了上述问题，CTCs 检测可成为一种具有高度可行性的、信息含量高的新型诊断工具，给肿瘤患者的诊治带来新的希望。随着技术的不断改进和研究水平的提升，CTCs 检测必将在临床肿瘤诊治中得到推广应用。

来源：合一康生物内刊 《独角兽》