南方医科大学南方医院检验医学中心的曾涛、司徒博、郑磊等人在《中华检验医学杂志》2015年第38卷第1期发表题为“循环肿瘤细胞检测与实时个体化医疗”的文章。本文基于该文内容,结合最新研究进展,对循环肿瘤细胞(CTCs)检测在实时个体化医疗中的应用进行深度解析。
恶性肿瘤的高度异质性导致不同个体间药效差异显著,给临床诊治带来巨大挑战。随着人类基因组学、药物基因组学与肿瘤生物学的发展,个体化医疗模式应运而生。该模式强调先检测与药效相关的基因或生物标志物,实现肿瘤分子分型,从而选择最适合特定个体的药物,提高疗效并降低不良反应。传统上,分子分型依赖手术切除或穿刺活检获取肿瘤组织,创伤大且取材次数受限。而外周血中的循环肿瘤细胞(CTCs)作为“液体活检”样本,具有非侵入性、可多次实时获取的优势,在实时个体化治疗中展现出独特价值。
一、循环肿瘤细胞的检测方法
1. 分离方法: CTCs的分离是后续分析的关键。基于生物学特性的方法主要利用免疫学原理,如使用EpCAM抗体进行正性分选(CellSearch系统)或CD45抗体去除白细胞(负性分选)。然而,CTCs可能因上皮-间质转化(EMT)丢失上皮标志物,导致间质型CTCs漏检。非抗原依赖性方法如密度梯度离心、膜过滤法和介电电泳分选则不受此限制。现代设备常整合多种技术,例如麻省总医院开发的微流控芯片结合磁电泳与白细胞去除装置,提高了分离效率和纯度。
2. 分析方法: 分离后的CTCs可进行基因型、表型分析与功能鉴定。FISH技术检测基因扩增(如HER-2)和重排(如ALK);RT-PCR和芯片检测mRNA表达(如CK18、CK19)或突变基因(如KRAS、EGFR);单细胞全基因组测序可分析基因突变和基因组异常。表型分析通过免疫荧光检测CK8/18/19、CD45、DAPI、HER-2等标志物。上皮免疫斑点法评估有功能活性的CTCs。
二、CTCs监测在实时个体化医疗中的临床应用
1. 预后预测: CTCs在健康人和良性疾病患者中几乎检测不到,晚期肿瘤患者中显著升高。治疗前CTCs基线水平是转移性乳腺癌、结肠癌和前列腺癌的独立预后指标。例如,乳腺癌患者外周血≥5个CTCs/7.5 mL时,无进展生存期和总生存期显著缩短。CTCs也可早期预测肺癌、胃癌等患者的预后和化疗效果。
2. 个体化药物选择: CTCs的分子分型可指导靶向治疗。例如,HER-2阳性乳腺癌患者CTCs的HER-2表达与原发灶一致,可指导赫赛汀治疗;非小细胞肺癌患者CTCs的EGFR突变可预测酪氨酸激酶抑制剂疗效。值得注意的是,CTCs的药物靶标有时与原发灶不一致,直接检测CTCs更能反映转移潜质肿瘤细胞的特征,指导实时治疗调整。
3. 实时药物疗效评估: 治疗有效后CTCs计数常降低,而升高则预示疗效欠佳。EMT使CTCs获得干细胞特性,导致耐药和高侵袭性。动态监测CTCs数量和EMT表型可反映药效动态。例如,患者初始对靶向药有效时CTCs减少且以上皮型为主;出现耐药后间质型CTCs增多;更换化疗方案后CTCs再次减少并以上皮型为主。因此,实时监测CTCs数量、分子标志物和EMT表型能有效指导个体化治疗。
三、展望
目前,CellSearch系统是唯一经FDA批准的CTCs检测方案,但CTCs含量稀少、异质性及EMT导致的漏检等问题仍待解决。未来,单细胞全基因组测序等新技术将解决数量稀少难题,检测更多药效相关基因及耐药机制,为分子分型和靶向治疗提供更精准信息。随着检测技术的完善,CTCs检测将为肿瘤患者带来更大希望。