領導關懷

您所在位置:首頁 > 領導關懷 > 正文

循環腫瘤細胞檢測如何實現即時個體化醫療

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-11瀏覽次數:605

來自南方醫科大學南方醫院的曾濤,司徒波,鄭磊等人在“中國檢驗醫學雜志”上發表了題為“循環腫瘤細胞檢測與實時個體化醫學”的文章。 38,第1期,2015年1月。現在,Bio-Exploration重印了其內容細節供讀者分享。以下是內容詳情:

惡性腫瘤的高度異質性導致不同個體之間的功效差異,這給臨床診斷和治療帶來了很大的麻煩。人類基因組學,藥物基因組學和腫瘤生物學研究的出現促進了個體化癌癥醫學模型的興起和快速發展。它主張檢測與藥物功效相關的基因或生物標志物,實現腫瘤的分子分型,選擇適合特定個體的藥物,提高藥物療效和減少不良反應。目前,臨床上,通過手術切除或針吸活檢獲得腫瘤組織用于分子分型,這是創傷性的并且所采用的材料的數量是有限的。

外周血中的循環腫瘤細胞(CTC)是指從實體瘤或從轉移到外周血液循環中的腫瘤細胞。它們可以用作代表性的“液體活檢”腫瘤樣本,允許非侵入性,多次,實時獲取。 CTC的監測在腫瘤的實時個體化治療中具有獨特的優勢。

一,循環腫瘤細胞的檢測方法

1.分離方法:

分離是從血細胞中分離和富集CTC的過程。隨著現代科學技術的發展,根據CTC的生物學特性及其體積,密度,電荷和變形性等物理特性,將各種技術應用于CTC的分離。其中,基于生物學特性的方法主要利用免疫學原理利用白細胞特異性表面抗原如CD45和CD14去除白細胞(陰性分選)或上皮細胞粘附分子(EpCAM),人體抗體如人類表皮生長因子受體(HER-2)進行細胞富集(陽性分選)。 Ce | lSearch系統是一種經典的正排序方法。原理是用EpCAM抗體鑒定的微磁珠從全血中捕獲細胞,然后通過免疫熒光(定義為CTC)鑒定EpCAM + CK + CD45-DAPI +細胞用于磁分離。陽性分選CTC具有高純度,但目前大多數分選方法基于上皮標記物。由于上皮 - 間質轉化(EMT),CTC可能失去這些分子,導致具有間質表型的CTC不能富集。并且一些非上皮衍生的腫瘤,抗原表達減弱,血小板涂層等腫瘤細胞容易漏診;良性上皮循環細胞引起假陽性。由于CTC的表面抗原性質的復雜性,基于抗原的分離方法的效果受到限制。

目前,非抗原依賴性分離方法已受到關注。密度梯度離心根據各種細胞密度通過離心分層進行,但是它不能有效區分CTC和單核細胞。膜過濾方法利用上皮腫瘤細胞體積大于白細胞體積的特征,對細胞的損傷較小,可以維持細胞的形態和活性,用于隨后的細胞培養和分型鑒定,并且可以也進行化療或放療的敏感性分析;然而,一些白細胞將留在膜上,一些小的CTC很容易丟失。介電泳分選是為微流控芯片添加非均勻電場,遷移和分離具有不同介電特性的細胞,特異性高,可以更好地維持細胞的活性。

CTC在血液中很少見,只有1.43%的晚期乳腺癌患者含有500個CTC/7.5ml血液。其有效分離是后續分析和準確檢測的關鍵前提,也是當前關注的焦點。為了充分發揮不同分離技術的優勢,提高方法的靈敏度和特異性,實際的CTC分離設備往往將多種技術集于一體。馬薩諸塞州綜合醫院開發了一種非抗原依賴性CTC分離裝置,該裝置結合了微流體分離芯片,磁電泳和白細胞去除技術,以消除EMT表型的變異性并提高分離速度,效率和收獲。腫瘤細胞的純度,可以維持細胞的形狀和性質,便于后續的分型分析。

2.分析方法:

可以對分離的CTC進行基因分型,表型分析和功能鑒定。 FISH技術可用于檢測CTC的基因擴增(HER.2)和基因重排(ALK)。 RT-PCR和微陣列方法可用于檢測癌細胞中高表達的基因(如CK18,CK19,PSA,MUC1)或突變基因(如KRAS,EGFR,PIK3CA),以反映CTC的數量,活性和功能。全基因組測序是一種在單細胞水平上擴增和測序全基因組的新技術。它已被用于分析CTC中的基因突變和基因組異常。 CTCs的表型分析主要采用免疫熒光法檢測CK8/18/19,CD45,DAPI,HER-2等標志物。通過檢測細胞在短期培養中分泌,脫落或釋放的蛋白質,使用上皮免疫試驗來評估功能性CTC。

循環腫瘤細胞監測在腫瘤實時個體化護理中的臨床應用

1.預后預測:

在健康人和良性疾病患者的血液中幾乎檢測不到CTC。早期腫瘤患者血液中的CTC水平非常低,但在腫瘤晚期后其計算量顯著增加。治療前血液中CTC的基線水平被認為是轉移性乳腺癌,結腸癌和前列腺癌患者的可靠獨立預后指標。與外周血-b和5個CTC/7.5 ml的乳腺癌患者相比,治療前血液中5個CTC患者的無進展生存時間和總生存時間顯著縮短。此外,CTC還可以早期預測肺癌和胃癌的預后和化療效果。然而,CTC在預后預測中的臨床應用取決于檢測方法的改進和預測標準的建立。

2.個體化藥物選擇:

CTC具有與原發性腫瘤類似的基因型和表型。目前,國際上越來越關注CTC分子分型對靶向藥物治療的指導價值,從而擺脫目前僅依靠腫瘤組織診斷和治療的困境。 HER。 2赫賽汀赫賽汀對HER-2陽性乳腺癌有顯著影響。研究表明,HER-2在大多數乳腺癌CTC中的表達與原發腫瘤組織的表達一致,這意味著靶向藥物赫賽汀的乳腺癌的治療可以由CTC引導。此外,CTC中雌激素受體和孕激素受體的檢測也可以指導乳腺癌的內分泌治療。腫瘤EGFR的突變已被證明是非小細胞肺癌患者中靶向藥物如酪氨酸激酶抑制劑(如吉非替尼)療效的預測因子。該研究發現,非小細胞肺癌患者CTC中的EGFR突變也與腫瘤組織高度一致。檢測外周血中的EGFR突變患者可以預測患者酪氨酸激酶抑制劑的臨床療效并避免耐藥性。

腫瘤細胞的進化可使轉移表型與原發腫瘤不同,CTC的藥物靶向標記有時與原發腫瘤不一致。 HER-2陽性乳腺癌患者抗HER。 2治療后,與HER的CTC相比,HER-2陽性CTC患者的無進展生存期。 2名陰性患者應該長。少數原發性乳腺癌患者HER-2陰性,HER-2治療期間CTC陽性。用赫賽汀治療后,也取得了良好的效果。這表明在實時個體化治療中,直接檢測CTCs藥物靶點的表達,指導藥物治療方案的發展甚至優于原發腫瘤組織的檢測,更能反映具有轉移潛能的腫瘤細胞特征。

3.實時藥物療效評估:

轉移性乳腺癌,結腸癌和前列腺癌患者接受抗癌治療后,CTC的數量往往會降低。 CTC從治療后的低位開始計數,這通常表明腫瘤患者療效差,疾病惡化,生存期縮短。比較癌癥患者治療前后CTC計數的變化可以反饋患者的療效并制定更具體的治療計劃。

EMT允許CTC獲得具有藥物耐受性和高侵襲性的干細胞特性。根據一項研究,CTC的間質表型在侵襲性乳腺癌患者的血液樣本中占主導地位;治療后,治療效果患者的CTC數和/或間質比顯著降低。患病情況惡化的患者間質CTC數量顯著增加。在指定患者治療過程中對CTC的動態監測中,腫瘤患者最初對相應的靶向藥物有較好的療效,CTC數量明顯減少,上皮型占優勢;治療7個月后,出現耐藥性和疾病進展。間質CTC升高;然后替代方案為標準化療,患者病情好轉,CTCs數量再次減少,上皮型占優勢; 3個月后,患者的病情再次惡化,CTC主要是間質性的。這表明患有CTC和EMT表型的患者數量與藥物療效或耐藥性密切相關。因此,在腫瘤治療過程中實時監測CTC的數量和分子標記和EMT表型等分子特征,可以有效地反映患者的藥效信息和疾病狀態,從而有效指導患者的個體化治療。

三,前景

目前,CellSearch系統是FDA批準用于臨床應用的唯一CTC測試程序。然而,諸如外周血中CTC的稀缺性,異質性和微小毛細血管中CTC的保留等因素在有效分離和準確檢測方面造成很大困難。目前用于分離CTC的方法主要基于上皮抗原,其在EMT表型變化中和在一些侵襲性腫瘤細胞的表面上經常被遺漏或降解。有必要建立一種有效的方法來捕獲這些與腫瘤轉移相關的細胞亞群。此外,大多數分離方法不能獲得活性CTC用于隨后的生物功能,例如轉移潛能,侵襲性和藥物敏感性。現有分離和檢測方法的這些局限性嚴重限制了CTC在臨床治療中的應用,迫切需要進一步改進和改進。

幸運的是,越來越多的高科技技術逐漸滲透到CTC的分離和分析中,使得新的研發方法和設備更加強大,性能和檢測效果更好。單細胞全基因組測序技術和單細胞基因組學可以解決稀有血液CTC的問題,檢測更多的藥物相關基因并分析耐藥機制,為CTC的分子分型和靶向藥物治療提供更準確的信息。相信未來CTC檢測技術的逐步完善和標準化將為癌癥患者帶來更大的希望。

蓝海赚钱