循环肿瘤细胞在肿瘤诊断中的研究进展

杨 梅，张晓天，武 婧，宿丽杰，郑永晨，朱洪权*

(吉林大学第二医院 1.检验科；2.中心实验室，吉林 长春130041)

恶性肿瘤因其较高的发病率和死亡率，成为严重威胁人类健康的主要疾病之一。液体活检能够应用于肿瘤的早期诊断、预后监测、复发转移、个体化治疗和疗效评估等方面[1]。液体活检用于检测的生物标志物有：循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA),循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC),和外泌体(exosomes)[2]。其中，CTC是指自发或被动地从肿瘤原发病灶中脱落侵入血管并进入到血液循环，能够在肺、脑、肝或骨等远处部位形成病变，并在血流转运中得以鉴别的肿瘤细胞[3]。在本文中，我们对CTC的生物学特性、分离富集、转移和临床应用进行了总结，希望能为CTC的进一步研究提供参考依据。

1 CTC的生物学特征

CTC是由澳大利亚医生Thomas R.Ashworth于1869年首次提出的[4]，在晚期转移性肿瘤患者尸检时发现，它存在于患者外周血中且与原发肿瘤细胞相似[5]。CTC具有稀有性和异质性特征，在晚期癌症患者血液循环中每毫升血液约106-107个红细胞中可发现1-100个CTC，因此，CTC具有稀有性[6]；不同类型癌症的不同患者，甚至同一患者的癌细胞之间均存在较大的分子和细胞异质性[7]。

2 CTC的转移过程

肿瘤细胞能够通过转移在重要的远处器官传播和定植，大致包括局部浸润、内渗、迁移、外渗和定植几个步骤[8]。肿瘤形成后，大量肿瘤细胞增殖并诱导血管生成。随着肿瘤的发展，癌细胞可能进一步进入血管。虽然大多数肿瘤细胞会被血液循环中的免疫系统杀死，但也有一些可能存活下来。这些幸存的CTC可以粘附在血管壁上侵袭渗出[9]，并在循环中迁移，最终增殖形成一个新的肿瘤组织[10]。

3 CTC的分离富集

CTC的分离方法主要基于其生物学特性和物理学特性，其最终目标都是以可行和完整的状态有效地分离这种稀有细胞群[6]。

依据其生物学特性的Cell Search 系统，是一种使用装载有抗EpCAM抗体的免疫磁珠捕获CTC的方法，目前是FDA(美国食品和药物监督管理局)批准的用于检测乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌中CTC的唯一装置[11]。它通常被用作其他检测和富集方法的标准。

基于其物理特性的分离方法主要是根据细胞体积、细胞变形能力、细胞密度和细胞膜特性的差异等[12]。这类方法的优点在于无需标记即可对CTC进行分离[1]。由此开发的CTC富集平台如：Parsortix系统[13]、ApoStream系统[14]、Vortex微流体技术[15]等。

当前对CTC分离的技术方法已有很多，但仍缺乏捕获率高、纯度高、耗时短并对下游分析影响极小的富集方法，我们应继续致力于CTC富集分离平台的研究，以期更可靠地下游分析[16]。

4 CTC的临床应用

从临床角度来看，CTC是检测恶性肿瘤及其早期转移的有效生物标志物[17]，除了CTC的计数之外，CTC的捕获还可以帮助描述肿瘤性疾病转移的生物学特征，用于监测治疗反应[18]，并进一步发展个性化的治疗方法[19]。本文对几种已经明确可用CTC监测的恶性肿瘤进行描述。

4.1 非小细胞肺癌

CTC的计数和分子分析与非小细胞肺癌(NSCLC)的治疗及疗效监测、转移和预后密切相关。De-Gang等[20]的实验证明CTC中的GALC表达与NSCLC的肿瘤数量和转移相关，CTC中GALC的表达水平与治疗结果呈负相关；且EMT-CTC水平较高者远处转移和治疗效果差。Dhar M等[21]的研究结果表明CTC上PD-L1的表达水平能反映肿瘤组织治疗的进程，表达水平较高者治疗效果较好，PD-L1+ CTC计数的连续监测有助于确定疾病疗效的变化。Wu等[22]发现CTC计数是预测癌症患者预后的重要指标，目前临床应用较为广泛。

4.2 乳腺癌

CTC计数与乳腺癌的进展、远处转移及预后密切相关。Allard等[23]发现，CTC主要存在于恶性乳腺疾病患者中，在良性疾病患者中是罕见的。与良性乳腺疾病相比，乳腺癌患者外周血中CTC的发生率和数量显著升高。Rugo等[24]发现，转移性乳腺癌患者中，CTC在全身治疗开始前每7.5 ml血液中计数超过5个CTC者，患者的无进展生存期和总生存期较短。Ana Elisa Lohmann 等[25]发现，CTC计数与肿瘤标志物CA15-3和CEA呈正相关，与某些代谢标志物呈负相关，能够反映肿瘤的负荷和恶病质状态。除此之外，Zhang等[26]的研究结果显示上皮表型阳性的CTC与癌症的早期阶段有关，大量循环的间充质表型的CTC与癌症远处转移相关，CTC有望成为乳腺癌远处转移的预测因子。

4.3 前列腺癌

CTC计数及分子表征和功能分析可提供前列腺癌的病情监测、治疗及预后等相关信息。León-Mateos L等[27]对转移性去势耐抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者的CTC计数进行了监测，发现与 <5 CTC/7.5 ml的患者相比，血中 >5 CTC/7.5 ml者总体生存率较低。Van der Toom EE等[28]对前列腺癌患者的实验结果表明，PanCK-/Vim+ CTC的数量与肿瘤负荷、肿瘤侵袭性和低生存率有关。此外，XU等[29]还发现，与其他CTC亚型相比较，PanCK+/Vim+ CTC与PSA水平相结合对预测癌症转移的效果更好。因此，对CTC亚型进行识别可以进一步帮助监测和预测癌症的进程。El-Heliebi等[30]对PC患者CTC的前列腺特异性转录物(AR-V7)、PSA进行量化，结果表明基于CTC的AR-V7可以作为评估mCRPC患者疗效监测的生物标志物。

4.4 肝癌

CTC与肝癌(HCC)的临床病理特征高度相关，是早期诊断的新指标，也是早期复发及转移的危险因素[31]。在Qi等[32]的研究中，有超过90%的HCC患者CTC阳性，即使是早期疾病也是如此。而且，研究显示术前CTC计数和间充质-CTC百分比与HCC早期复发、肝内复发及肺转移密切相关。Chen等[33]的实验结果表明，CTC计数和EMT分类与HCC的临床分期和复发相关，提示它们可能是早期诊断HCC转移和进展的潜在标志物。CTC变化也可以作为肝病预后的评估指标，Ye等[34]的试验结果证明HCC术后CTC计数(>2和>5)和术前术后CTC计数的变化与PFS显著相关，可作为HBV相关性肝癌患者PFS的独立预后指标。因此，对CTC计数、CTC EMT过程的研究仍然是诊断、治疗癌症重要的辅助工具。