循環(huán)腫瘤細胞(CTC,Circulating Tumor Cell)是存在于外周血中的各類腫瘤細胞的統(tǒng)稱,因自發(fā)或診療操作從實體腫瘤病灶(原發(fā)灶 轉移灶)脫落,大部分CTC在進入外周血后發(fā)生凋亡或被吞噬,少數(shù)能夠逃逸并錨著發(fā)展成為轉移灶,增加惡性腫瘤患者死亡風險。

       大量研究表明,CTC以不同形態(tài)存在于外周血中,既有游離的單個CTC,也有聚集成團的細胞團(CTM)。腫瘤細胞在進入外周血循環(huán)的過程中會發(fā)生上皮-間質轉變(EMT),故CTC存在不同類型,包括上皮細胞表型、間質細胞表型和上皮細胞與間質細胞混合表型。CTM和間質細胞表型CTC具有更強的轉移潛能。

       通過CTCs來研究腫瘤生物學 由技術進步引起的復興。

       循環(huán)腫瘤細胞CTCs,1869年澳大利亞病理學家John Ashworth首次提出這一概念。在1ml血液里約含有5百萬個單核細胞的背景條件下來研究罕見稀有的腫瘤細胞猶如大海撈針,這是CTCs研究面臨的主要技術挑戰(zhàn)。 如今,在細胞富集 分離，分子分析和生物信息學等方面的卓越的技術發(fā)展重燃CTCs這一領域的研究。研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的擴散傳播是腫瘤患者死亡的主要原因。利用腫瘤細胞表面標記物或腫瘤細胞的物理特性進行CTCs的富集,例如細胞的大小和形態(tài);這些都是腫瘤細胞的特性。任何一種富集CTC的技術都有可能因為稀有的腫瘤細胞與血細胞具有相同的特點,而不能富集到真正意義上的循環(huán)腫瘤細胞。 最近的一項處理技術完全的跳過了循環(huán)腫瘤細胞富集這一步驟,而是對每一個細胞進行鑒定分析,接著是腫瘤細胞的識別,通過精細復雜的單細胞選擇設備,或者通過介電電荷傳遞單-CTC分子分析的物理分離方法，患者的循環(huán)腫瘤細胞能夠在體外或免疫功能不全的小鼠體內生長,再通過高分辨率顯微鏡觀察他們的生物學行為。

       循環(huán)腫瘤微栓 團伙協(xié)同生存之旅

       形成循環(huán)腫瘤微栓(CTM))即CTCs集群是腫瘤轉移最主要的危險先兆,CTM細胞成分包含有血小板、基質細胞、造血細胞等;但每一種細胞在CTM中扮演的角色還不清楚。普遍的觀點認為:單獨的CTC在循環(huán)過程中容易死亡,而腫瘤微栓中的腫瘤細胞受到保護而免于凋亡。一個含有20-30個細胞的CTM是怎樣穿過狹窄的毛細血管形成新的病灶,或許是加強對腫瘤細胞的保護免于免疫系統(tǒng)的攻擊有關

       CTCs的分子特性——單細胞革命

       結合高效的細胞富集方法和分子生物學的進步使得單個CTC或CTM的DNA和RNA研究闡明腫瘤的異質性和初級腫瘤與二級腫瘤之間的關聯(lián)。CTC DNA整個基因組的擴增已經被用來證實腫瘤拷貝數(shù)變化和體細胞突變的存在。單個CTC 大RNA分析為確立每個取樣細胞的生物學功能、識別潛在的藥物靶點建立方法，例如EMT在疾病的進展過程中。整合單細胞RNA 、DNA的方法有利于建立潛在基因/表觀遺傳變化和RNA鏈之間的關聯(lián)。

       CTCs的播散

       CTC致瘤性測試，通過腫瘤患者血樣中的CTC擴增移植模型（CDX），乳腺癌、小細胞肺癌、黑色素瘤,CDX使腫瘤疾病的生物學進展得到全面分析，腫瘤潛在新療法的體內試驗成為可能。同時，CTCs的富集和體外培養(yǎng)蓄勢待發(fā)，潛在的實時藥物敏感測試（當腫瘤活檢更具挑戰(zhàn)性），為耐藥機制的研究提供難得的機會。

       CTCs的臨床應用

       最近，外周血中循環(huán)腫瘤細胞DNA(ctDNA)的分離，分子分析取得的巨大進步預示著“液體活檢”的黃金時代。鑒于大量的具有里程碑意義的ctDNA的研究證明了ctDNA的臨床應用潛力，美國FDA批準了首個基于ctDNA的伴隨診斷；

       盡管FDA認識到在近十年里，CTC在許多癌癥的預后可作為評估腫瘤患者的管理工具，但CTC的臨床應用一直表現(xiàn)平平。最近隨著CTC異質性和CTC體內、體外擴增技術的研究以及改進的單細胞分子分析，CTC領域在癌癥擴散和治療反應在生物學方面提供了獨特見解。聯(lián)合CTC、CTM和ctDNA擴大提高了液體活檢的臨床效用。

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