随着对肿瘤研究的深入，科学家发现在癌症的诊疗中组织活检有一定的局限性，还会给患者带来创伤。液体活检的出现打破了这一僵局，并入选了MITTechnologyReview杂志“2015年度十大突破技术”。近年来对液体活检领域之CTC（循环肿瘤细胞）的研究在持续升温中。
CTC检测技术的溯源早在1869年,Ashworth发现血液中的一种血细胞同尸检发现的肿瘤细胞相似, 首次提出CTC的概念。1889年，Paget提出了“种子和土壤”的学说，强调癌细胞和微环境之间的关系。期间，有专家提出了“解剖--机械”学说，认为CTC的转移为随机现象，CTC在最先到达脏器的毛细血管或淋巴结发生机械性滞留。2004年，强生子公司Veridex开发的Cellsearch CTC检测技术获得美国FDA的认证；2007年ASCO就将CTC纳入了肿瘤标志物；2012年CFDA批准Veridex循环肿瘤细胞检测；2013年CTC检测纳入美国医保。
CTC（循环肿瘤细胞，CirculatingTumorCell）是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。CTC检测只需要抽取5-10mL血液，并通过捕捉外周血中痕量存在的CTC，监测CTC类型和数量变化的趋势，以便实时监测肿瘤动态、评估治疗效果，实现实时个体治疗。并因为其检测方便、无创、没有副作用被看做热门的液体活检技术。
自CellSearch CTC检测技术于2004年被美国FDA认证后，过去10年中有关CTC研究与临床检测应用的进展非常迅速，也涌现出了各种相关技术。目前市场上CTC富集原理包括过滤、免疫学与免疫磁珠、离心等方法，而不依赖于特定的标志物，高效富集或分离所有类型CTC的过滤方法受到更多的青睐。
表1、 目前CTC检测技术部分方法
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方法 |
介绍 |
特点 |
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Celsee |
通过癌细胞的物理特性来捕获 |
无需预先去除红细胞、高度自动化、高效率富集、保存活性 |
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CTC-chip |
第三代检测平台，使用包含被EPCAM抗体微柱陈列的芯片 |
高灵敏、高检出率，保存活性；便于计数和分子表型分析 |
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CTC-Biopsy |
不依赖于肿瘤细胞表面特殊标记分子进行捕获，微筛技术 |
高富集率、高通量、高灵敏度、保存活性 |
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SE-iFISH |
差相富集技术与免疫荧光染色技术相结合 |
高通用性、高敏感性、高特异性 |
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ISET |
依据细胞大小、通过滤膜直接富集CTC |
步骤少、可操作性强、保存活性 |
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IMS |
免疫磁性分离法 |
高检出率、保存活性 |
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Oncoquick |
基于形态学的富集法 |
操作简单，保存细胞活性，有利于进行细胞病理、免疫标记及分子研究 |
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MACS |
通过免疫磁珠标记进行上皮性CTC分离 |
保存活性 |
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RT-PCR |
基于肿瘤特异性基因的表达分析 |
高灵敏 |
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Adna Test |
通过特定抗原表达和肿瘤相关标志物分离 |
高灵敏、高特异性；有助于区分CTC的干细胞属性和表型变化 |
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Cell Search |
用带抗EpCAM的磁珠来富集上皮细胞；唯一获得FDA批准的CTC技术 |
半自动化、高灵敏、可重复性强 |
表2、 两种常用捕获方式的比较
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捕获方法 |
优点 |
缺点 |
对策 |
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基于肿瘤表面标志物的阳性捕获 |
生物学意义明确、纯度较高、保存活性便于后续分析 |
正常细胞表达相同标志物可致假阳性，表型特异性质可致假阴性 |
多标志物联合捕获 |
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基于细胞尺寸的捕获 |
操作简单，捕获速度较快 |
直径小的CTC可能漏检可致假阴性 |
再次纯化 |
CTC检测技术的临床应用
CTC检测技术作为液体活检的热门领域，肿瘤诊断、治疗和监控等方面的临床表现已逐渐崭露头角，是目前最具发展潜力的肿瘤无创诊断和实时疗效监测手段，临床应用价值极其显著。在癌症诊疗中，目前CTC只有在预后和用药跟踪上的应用得到临床的证实，其他的应用现在还在摸索中。
健康人的血液中是没有CTC的，一般患者10mL血液中CTC含量也只有1-10个。那么，CTC的检测数目怎么判断预后效果呢？我们以7.5mL血液中，如果检测到的CTC数目>5个，则病人预后较差；CTC数目<5个，则病人预后较好。
表3、 CTC检测技术的临床应用
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CTC临床应用 |
检测内容 |
临床意义 |
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早期筛查 |
CTC计数、鉴定良/恶性、鉴定细胞的器官来源 |
优于影像学发现肿瘤、确定药物靶点 |
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用药指导 |
CTC测序、蛋白表达 |
选择正确的药物、代替活检 |
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疗效监控 |
CTC或特定CTC数目的动态变化 |
及时发现耐药，更换治疗方案 |
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病程分期 |
CTC或特定CTC（活、间质）技术 |
癌症分期 |
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判断预后 |
血液中CTC数目检测 |
预测生存期 |
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个体化治疗 |
分析CTC的分子表观遗传学特征，进行CTC一系列的基因检测 |
筛选出适合患者的化疗、分子靶向药物 |
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复发预测 |
CTC计数、鉴定良/恶性、鉴定细胞的器官来源 |
优于影像学发现肿瘤、确定药物靶点 |
液体活检之CTC玩家项目情况
据摩根大通预测，癌症的体液活检是一个千亿美元级的大市场。所以有众多公司纷纷加入体液活检的队列，例如上个月获得8000万美元融资成立的Codiak BioSciences，竟是以今年6月份在《自然》杂志上发表的研究成果为基础建立的。新技术转化速度让人咋舌，Codiak首轮融资的额度也反应出资本对体液活检领域的青睐。目前专注于CTC诊断的公司有：杨森诊断公司（Janssen Diagnostics），凯杰公司（Qiagen），Epic Sciences，CytoTrack、Codiak BioSciences等。今年12月1号，The Scientist重磅推出了2015年度十大创新产品排行榜，其中3款测序仪上榜，包括Illumina的MiSeq和10X Genomics，Thermo Fisher的 Ion S5 & Ion S5 XL，以及Celsee Diagnostics的Celsee PREP400。其中Celsee Diagnostics研发的Celsee PREP400平台是首次进入The Scientist榜单中的CTC平台。
表4、 CTC检测领域部分项目和资本合作
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合作双方 |
日期 |
资金 |
备注 |
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Biocept/ACPN |
2015.01 |
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合作推广肿瘤液体活检技术 |
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友之友/立迪 |
2015.10 |
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共同推进循环肿瘤细胞（CTC）检测技术在肿瘤精准医疗上的应用 |
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Codiak BioSciences |
2015.11 |
8千万美元融资 |
该公司竟是以今年6月份在《自然》杂志上发表的研究成果为基础建立的 |
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友之友医疗 |
2015.11 |
千万元A轮融资 |
融资资金为公司后续业务拓展、产品创新及管理改进提供大力支持，助推国内临床个体化治疗检测手段的快速普及 |
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CelseeDiagnostics/博奥晶典 |
2015.11 |
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Celsee授权博奥晶典在中国大陆，香港，台湾地区对其全自动循环肿瘤细胞富集和检测平台享有独家代理权 |
CTC的现状，需突破的问题
CTC技术瓶颈有三：其一，灵敏度低。CTC在肿瘤患者的外周血中是以个计算的,一般患10ml血中仅有1-10个CTC，而 10ml血液里面有500亿个红细胞和上亿白细胞，因此要将患者外周血中的CTC完全筛选出来就像是“鸡蛋里挑骨头”，一个字：难！其二，缺少自动化。 随着越来越多的医生与医院将CTC检测作为肿瘤诊断、快速评估疗效及监测肿瘤耐药与复发的有效手段，自动化高通量处理大量临床标本已成为迫切需要。其三，筛查出来CTC之后的分子检测能否实现。随着人们对CTC了解的不断加深，国内外广大医务工作者及科研人员已不再仅仅满足于对CTC的有效计数，而是将目光锁定在对具有不同临床意义（如药敏、耐药、转移、复发等）的不同CTC亚类细胞进行全面的基因分析，以期能够加深对肿瘤的发生、生长、转移等多方面的了解，并寻找出新的肿瘤标示物（包括蛋白及核酸），从而为肿瘤的有效防治提供更好的客观依据。
