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循环肿瘤细胞(CTC)测序:临床诊断与治疗的新视角
发布时间:2024-05-14

引言


转移是癌症最致命的特征,临床上超过90%的癌症患者死于转移。史蒂文·佩吉特(Steven Paget)的“种子和土壤”假说在 1830 年代生动地阐明了癌症转移的进展。随着科学技术的进步,特别是自 2000 年代以来,出现了大量新技术,转移的“黑匣子”正在逐渐揭开面纱,相信有效的转移靶向药物将在不久的将来出现。


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癌症转移研究的历史里程碑



循环肿瘤细胞CTC



循环肿瘤细胞(CTC)被定义为从原发肿瘤中脱落并进入循环系统或淋巴系统的肿瘤细胞。CTC被认为是转移的种子,虽然CTC起源于原发肿瘤,但它们与原发肿瘤细胞不同,具有上皮间质转化的过渡特性,可帮助它们从原发肿瘤中挣脱出来并促进内渗到血液中。然而,大多数 CTC 在循环中死亡,只有有限的 CTC 存活并浸润远处器官

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癌症转移过程



CTC单细胞测序



在过去的二十年中,CTC分离的新兴技术使CTC的生物学研究成为可能,促进了CTC在癌症筛查、治疗反应监测和预后评估中的临床应用。其中,CTC单细胞测序被认为是CTC检测领域的前沿方向,也是精准医学时代CTC临床应用的重要趋势之一

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循环肿瘤细胞临床应用与实验室检测专家共识(2021版)


基因组不稳定性有助于肿瘤进化和耐药肿瘤亚克隆的产生。监测肿瘤基因组改变,特别是在肿瘤耐药性和转移方面,对治疗反应和精准医疗的评估有很大贡献。CTC单细胞测序可用于检测肿瘤的基因组改变。


Maheswaran等在92%的转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者中发现了CTC中的EGFR激活突变,并在33%的酪氨酸激酶抑制剂治疗有反应的患者和64%表现出临床进展的患者CTC中检测到耐药突变T790M。对于KRAS基因突变的分析,结直肠癌病例中CTC与匹配的原发肿瘤之间的突变一致性率为37%至90%。一致性率的这种差异可能是由于这些研究中使用的不同CTC选择方案。KRAS突变在胰腺导管腺癌(PDAC)中也很常见,见于90%的PDAC病例。然而,Kulemann等人发现,CTC和相应的PDAC肿瘤中KRAS突变的不一致率为42%。在许多癌症(如前列腺癌)中也进行了CTC基因突变分析的研究,例如乳腺癌、肝细胞癌等,并且经常发现CTCs与相应肿瘤之间的突变不一致。不一致率可能归因于CTC突变的检测效率不同,或CTC与原发肿瘤细胞之间的异质性。


肿瘤异质性是肿瘤发展演化的结果,也是癌症治疗中的一个挑战,因为不同的肿瘤细胞亚群可能对治疗药物产生不同的响应,导致耐药性的出现。CTC的基因组分析可以提供高分辨率的肿瘤异质性信息,可能将特定的 CTC 亚群与癌细胞表型、转移、患者预后和耐药性联系起来。


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CTC单细胞测序研究中的基因组改变


靶向治疗通常使用原发肿瘤组织进行基因组分析。然而,原发性肿瘤和复发性/转移性肿瘤之间的基因组图谱不一致归因于克隆变化、克隆选择中的采样错误和/或检测中的技术缺陷,使治疗选择的决策过程变得复杂。因此,在治疗过程中,针对耐药患者的耐药机制研究,准确监测耐药后存活CTC的基因组改变,追踪克隆进化的分子变迁,能在不同的治疗阶段,为临床精准治疗决策提供参考依据。



结语



转移是癌症最致命的特征,杀不死的CTC被认为是转移的种子CTC测序提供丰富的转移灶分子信息,前瞻性追踪治疗压力下的肿瘤分子变迁,分析耐药机制,提前预知并明确遏制转移的治疗靶点,为生命争取更多机会


随着CTC测序技术的发展,CTC分子检测将成为未来癌症管理的重要组成部分



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 度微医学








2015年上海度微医学检验所(简称“度微医学”)创立于上海市金山区,是一家致力于循环肿瘤细胞(CTC)分离-鉴别-诊断-分型-药敏的迭代技术平台建设,实现肿瘤患者全病程管理,以OEM、代理及自营等模式快速覆盖全国主要市场的第三方独立医学检验中心。度微医学已建立“人工智能阅片 + 微量细胞测序 + 体外扩增培养药敏”三大CTC新标准,引领行业跨入CTC3.0时代。



参考文献

[1] Lin D, Shen L, Luo M, Zhang K, Li J, Yang Q, Zhu F, Zhou D, Zheng S, Chen Y, Zhou J. Circulating tumor cells: biology and clinical significance. Signal Transduct Target Ther. 2021 Nov 22;6(1):404.

[2]  Lim SB, Lim CT, Lim WT. Single-Cell Analysis of Circulating Tumor Cells: Why Heterogeneity Matters. Cancers (Basel). 2019 Oct 19;11(10):1595.

[3] 中华医学会检验医学分会分子诊断学组. "循环肿瘤细胞临床应用与实验室检测专家共识." 中华检验医学杂志 44.11(2021):13.



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