肿瘤液态活检之CTC

长长的路

肿瘤液态活检是目前最具发展潜力的肿瘤无创诊断和实时疗效监测手段，区别于传统的临床诊断手段，该方法具有简便、安全、无创、实时等特点。广义而言，肿瘤液态活检主要是指以外周血液为主的体液标本中细胞及核酸的检测。通常包括了CTC（循环肿瘤细胞）和ctDNA（游离DNA）两大类，是目前精准医疗的最前沿领域之一，临床应用价值极其显著，在肿瘤的诊疗领域具有良好的应用前景。

CTC（循环肿瘤细胞）

临床上很大一部分被诊断为癌症的患者可以仅依靠手术和辅助治疗手段缓解病症，但是经过一段时间的潜伏期后会有超过80%的癌症患者死于肿瘤细胞的转移和复发。原因在于经过初步的治疗后由于肿瘤细胞的暂时性休眠，其可以在这种状态下传播到其他组织器官中，而在这个过程中，肿瘤细胞会发生一系列的表观改变，如上皮细胞间质转化过程，从而使其逃避免疫监测和对药物发生耐药，进而实现转移。

肿瘤细胞的逃逸无疑给临床治疗造成了很大的困扰，因此，很多医生和临床科研人员都希望有一种快捷、精确的技术方法能够有效地克服该难题。在某些癌症的发生过程中，有少量的癌细胞从原生肿瘤中脱离进入血液，随血液循环四处游走或转移至新病灶，这部分癌细胞即CTC（循环肿瘤细胞），可从血液中分离得到，用癌细胞表面的常见分子标志物识别。这些癌细胞的DNA能够被用来了解导至患者癌变的突变基因。CTC是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。CTC检测通过捕捉检测外周血中痕量存在的CTC，监测CTC类型和数量变化的趋势，以便实时监测肿瘤动态、评估治疗效果，实现实时个体治疗。此外，这类癌细胞本身可经实验室培养，用于个体化抗癌药物的体外筛选。与ctDNA/cfDNA检测相比，CTC检测具有自己的特点（见下表），目前，有几家公司已经开始提供这样的测试，数以百计的临床试验正在进行中。

CTC检测
ctDNA（cfDNA）检测
主要指来自于抗凝的外周血全血，完整的肿瘤细胞
主要指来自于抗凝血外周血的血浆，片段化的DNA片段
一般认为来源于肿瘤原发灶/转移灶
肿瘤瘤细胞凋亡/坏死释放的DNA片段
活细胞，一般不宜长期保存
提取纯化后的核酸，可以保存
可以用于细胞学形态、结构分析；也可以分析细胞DNA、RNA、蛋白质等各类标志物
一般用于DNA突变检测、甲基化等DNA修饰相关分析
用于病情评价、预后判断，肿瘤早期诊断潜力不明确
用于个体化治疗，肿瘤早期诊断潜力相对明确
表 CTC检测与ctDNA检测的区别

1869年，澳大利亚籍医生Ashworth首次提出循环肿瘤细胞（CTC）的概念。1976年Nowell将CTC的定义修正为：来源于原发肿瘤或转移肿瘤，获得脱离基底膜的能力并入侵通过组织基质进入血管的肿瘤细胞。目前CTC是指存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。大量研究表明，CTC以不同形态存在于外周血中，既有游离的单个CTC，也有聚集成团的细胞团（CTM）。肿瘤细胞在进入外周血循环的过程中会发生上皮-间质转变（EMT），故CTC存在不同类型，包括上皮细胞表型、间质细胞表型和上皮细胞与间质细胞混合表型。CTM和间质细胞表型CTC具有更强的转移潜能。

CTC（循环肿瘤细胞）的临床应用

目前癌症患者的基因检测标本的主要来源是肿瘤手术病理切片或活检样本，但是这些样本获取困难，不仅对肿瘤患者有侵入性还有一定的风险，而且活检病理难以动态跟踪疾病进程，因此液态活检特别是CTC被认为是最可靠的个体化诊疗标本来源。作为新兴的检测技术，循环肿瘤细胞检测已成为研究热点并进入临床应用，用于肿瘤患者的预后评估、复发风险评估、疗效检测和个体化治疗中。


图 CTC的临床应用方向

1
早期诊断



对于肿瘤的常规检测手段来讲，例如影像学。肿瘤在小于一公分的情况下，医生也不认为它是异常。通过国内外研究可以看到，不要说是一公分，很多肿瘤在2-4毫米的情况下已经有肿瘤细胞进入血液循环，从这个角度讲，它对于早期诊断来讲有不可低估的意义。

2
辅助诊断手段



从临床来讲，要判断一个病人是否得了肿瘤，一直是一个很难明确回答的问题，这就会对很多病人造成误诊。比如说胰腺癌往往发现确诊以后都是晚期的，为什么会这样？就是因为在早期的时候，胰腺癌的确诊非常困难。在很多难以确诊的病人的血液中，如果说能够检查到循环肿瘤细胞，那对于配合医生下肿瘤诊断的结论是具有积极意义的。

3
快速判断化疗效果



不管是国内还是国外，给病人注射化疗药物以后，一般都要等三个月才可以去评估病人的治疗效果。因为只有经过三个月后，肿瘤的大小才能有比较明显的变化。很多情况下，经过三个月以后，肿瘤细胞非但没有减小反而继续长大。这对病人来讲就白白耽误了三个月的时间。三个月的时间是肿瘤病人治疗的关键。随着CTC技术的成熟，通过测定CTC数目的变化，如果CTC数目是显著下降的，说明化疗药物是有效的，如果CTC数目还在增加说明药物是无效的，这时医生能够及时采取新的治疗方案。

4
体内耐药性检测



很多情况下给病人用化疗药物一开始是有效的，但是过一段时间后肿瘤病人的发病并没有得到控制，这有可能是病人对药物产生了耐药性。而对于肿瘤治疗病人会不会产生耐药以及什么时候产生耐药是未知的。往往是发现病人产生耐药时，病情已得不到控制。随着CTC技术的成熟，对病人做持续跟踪CTC观察，在动态的观察过程中一旦发现CTC数目显著增加，医生就应该及时的更换新的治疗方案。

5
复发转移监测



肿瘤的复发转移与CTC密切相关，监测CTC可早于常规影像学检查手段预估肿瘤复发风险。大量研究已经证实，CTC检测将有助于复发转移监控、判断患者预后、指导术后辅助治疗等。与肿瘤组织样本相比，血液样本更易获取、创伤性小、可反复采集，是临床上常规检测较为理想的标本来源，大大提高了这一方法的应用价值。经过治疗的病人体内的循环肿瘤细胞应该是没有或者只有极少的数目，如果在他今后的复查过程中检测到循环肿瘤细胞持续增多，这就给病人和医生都敲响了警钟，这时对病人一定要采取适当的治疗，控制住CTC 的增多。

6
预后评估



对转移肿瘤患者进行预后评估是目前CTC临床应用最广泛的领域。恶性肿瘤患者治疗前后的CTC类型和数目的变化具有重要的预后提示价值。大量实验证明CTC的出现与晚期癌症患者的预后密切相关。CTC检测作为一种简单的血液检测，可随时获取用于评估患者的预后。经美国FDA认证的易莫尼康（Immunicon）公司通过多年的科研，在几百个病人身上做了大量的科学研究，最终得出结论，在治疗以后通过检测循环肿瘤细胞的个数，可以明确的告诉病人其预后情况。

7
疗效监测



抗肿瘤治疗的疗效监测是CTC的另一项重要临床应用领域。CTC检测可作为影像学及临床评分体系的补充，对患者的治疗应答作出评价。比如在药物治疗后1-2周，通过CTC的检测，临床医师就可以观察循环细胞类型和数量的改变即可预测治疗效果，效果不好的患者可及时调整治疗方案，避免浪费宝贵的治疗时间。

8
个体化治疗



CTC检测不仅可提供预后预测、复发风险评估和疗效监测，同时CTC的分子分析还可以反映患者肿瘤的基因信息，指导个体化用药。

目前，靶向治疗已成为恶性肿瘤治疗的主要手段。靶向治疗药物作用于特定的靶标基因发挥药效，其药物疗效与肿瘤患者的基因信息密切相关。因此，患者接受靶向药物治疗之前，必须接受系列的基因检测，根据患者的基因特点，采用不同的治疗方案，实施个体化治疗。CTC是游离于患者血液中的肿瘤细胞，携带了肿瘤的全部基因，可以作为基因检测的样本。CTC分析通过对获取的CTC进行基因分析，能实时反映肿瘤的基因状况，清楚地指导患者下一步的药物选择，提高治疗效果。

展望

几十年来，研究人员一直致力于CTC的液态活检技术的开发，然而，临床应用中的多次尝试却常常令人失望。部分原因是，并不是所有癌症类型都产生可识别的CTC。即使科学家知道CTC应该是什么样子，在数百万血细胞中捕捉这部分十分稀少的癌细胞仍然面临很大挑战。而在疾病的早期阶段，此技术的应用也比较艰难。

目前，全球第一个也是唯一经过美国食品药品监督管理局（FDA）和中国国家食品药品监督管理总局（CFDA）批准，用于恶性肿瘤疾病管理的检测CTC的商业化产品CellSearch已于2013年正式在华销售，应用CellSearch系统，只需7.5ml的血液样本，即可从400多亿血细胞中检测到低至单个CTC。肿瘤医生可利用此信息，结合其他诊断检测和临床方法，评估患者的整体预后，并预测无进展生存期和总生存期。该检验方法可随时进行，便于对此类癌症患者进行连续监测。在欧洲，CellSearch也被认定是一个有效的诊断检验工具。在进入中国百余家一线及省会城市主流医院和科研机构后该系统销售单价约400万元，而系统引进医院的实际检测量却不尽如人意，北京的六七家医院平均年检测量仅为一两百单。主要原因首先在于CellSearch只能做到提供CTC的数目却无法提供扩展方案，且循环肿瘤细胞共有15个分型，漏检率很高，漏检率高即不能实现对癌症的早期检测。其次，更为现实的原因是项目检测收费过高，医院难以推进开展。北京大概有六七家三甲医院采购了CellSearch，但每家医院年检测量平均下来仅有一两百例。检测收费标准约5000元一次，没有进入医保名录。而且不是一次性检测，是动态检测，需要多次检测比对结果，一位患者至少要检测三四次。4次的话就得2万多元，普通的病人承受不了这么大的经济压力。

虽然CTC液态活检技术的发展存在着重重挑战，但其用于临床研究的前景依然十分广阔。国外很多大的药厂都投入巨资开发肿瘤新药，在开发的过程中不仅把实体肿瘤作为靶向治疗的一个靶标，同时也认识到可以把CTC作为药物治疗的对象，CTC液态活检技术已经越来越多的被应用于药物靶向治疗靶点的开发中。且目前随着CTC捕获技术的成熟，人们开始考虑是否可以把CTC作为个体化治疗的基础，从目前来看这是可行的。即先将CTC捕获出来进行培养，培养好了以后进行药理实验，在此基础上还可以做化疗药效的快速评估，相信未来CTC液态活检技术将会取得更加瞩目的发展。

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