美国National Diagnostics(ND)公司是一家以生产生命科学研究试剂为主的国际性公司。ND公司引以为傲的35年创新,提高了实验室安全并减少了研究对环境造成的影响。ND公司在许多方面引领着行业最新专...

1月10日，新一代测序巨头Illumina宣布将拓展到医学诊断领域。这家公司表示，它已组建了一个名为Grail的公司，希望利用Illumina的测序技术来实现癌症筛查，直接检测血液中的循环核酸。 

这样的检测有时被称为“液体活检（liquidbiopsies）”，主要有两种形式。Grail检测的是循环肿瘤DNA（ctDNA）。另外一些人希望通过完整的细胞来诊断疾病和评估预后和疗效，这些细胞被称为循环肿瘤细胞（CTC）。

CTC就像矿井中的金丝雀，警告着肿瘤的存在和分子特征，而此时疾病可能还没有症状。据JanssenDiagnostics的研发主管RonMazumder介绍，它们的丰度与病人预后密切相关。“对于转移性乳腺癌、结肠直肠癌和前列腺癌，你可以根据CTC的数量将病人分为预后较好或较差的。”

然而，找到它们谈何容易，CTC是极其稀少的。MilliporeSigma（Millipore与Sigma-Aldrich合并而成）的资深科学家BrianHall表示：“在1ml血液中，大约有700万个白细胞和10个CTC，这真的是大海捞针。”当然，CTC的确切数量因病人而异，也随着疾病进程和治疗而改变。

由于CTC如此稀少，大多数的CTC分析工具都采用两种基本策略之一。在正选方法中，CTC是利用磁珠偶联的抗体来浓缩的，这些抗体针对已知的CTC抗原。例如，JanssenDiagnostics的CellSearch检测就利用了许多上皮性肿瘤都表达EpCAM的现象来富集CTC，这种检测已被美国FDA批准。之后用DAPI和细胞角蛋白对分离出的细胞进行染色，以确保它们是CTC，并通过白细胞标志物CD45复染，确定它们不是白细胞。

负选策略则利用抗体来去除那些不是CTC的细胞，例如，表达CD45的。对于某些肿瘤而言，这种策略可能更优，因为不依赖所表达的CTC抗原。

据美天旎的肿瘤学研究经理OlafHardt介绍，这两种策略都不能100%地回收CTC。细胞聚集成团，因此在负选过程中可能将宝贵的CTC与洗澡水一起倒掉。同理，正选策略也不可避免地会保留一些非CTC。因此，研究人员经常将正选与负选相结合，在下游分析中配对使用，如显微镜和流式细胞仪。 

当然，这些策略依赖于生物标志物的鉴定，这些标志物定义了感兴趣的CTC。并非所有CTC都是EpCAM阳性的，非上皮性肿瘤，如黑色素瘤，就不是。那些经历了上皮-间质转化的肿瘤，也不是，赛默飞世尔的肿瘤产品主管JasonJohnson谈道。
无论采用哪种富集方法，一旦纯化好，CTC可培养，染色后进行显微镜或流式细胞分析，或测序。在最近的一项研究中，麻省总医院的DanielHaber和ShyamalaMaheswaran用一种正选的微流体设备CTC-iChip来研究77个CTC的基因表达谱，这些细胞来自13位病人2。一篇2014年发表在《NatureProtocols》上的文章详细介绍了CTC-iChip的设计和使用3。

美天旎提供了一系列与抗体结合的MACS磁珠，支持正选和负选策略。研究人员可以将他们的细胞混合物与适合的磁珠混合，上样到MultiMACS（平行处理）或AutoMACSpro（自动处理）系统中。

据Hardt介绍，美天旎计划在2016年推出一系列新的磁珠，以便从全血中直接富集CTC。目前，研究人员必须通过细胞裂解或密度梯度离心来去除红细胞；否则，细胞太多了，磁珠要找到它们的目标很困难。新的磁珠经过优化，不需要去除红细胞，大大节约时间。“并且丢失CTC的风险更低了，”他说。

另一个富集CTC的选择是赛默飞世尔的LiquidBiopsy流程。这个流程在2015年2月推出，包含了样品收集管，能够保留CTC长达96小时；样品处理工作站和微流体芯片，分离ctDNA、CTC和白细胞；以及IonTorrent测序仪，读取结果。

分离出的CTC可以通过显微镜、流式细胞仪或测序来分析。不过显微镜的通量很低，而流式细胞仪或测序都不能真正观察到CTC。这时，MilliporeSigma的ImageStream技术可大显身手了。

Hall解释道，ImageStream是一个将流式细胞仪与显微镜相结合的成像系统。当细胞以10,000个细胞/秒的速度通过设备时，它们以60x放大倍数成像，并最多测定12个参数：侧向散射、2幅明场图像和9个荧光通道。因此，研究人员可汇集数百万个细胞的数据，以鉴定那些稀有的CTC，无论是基于形态、蛋白表达，还是RNA丰度。

这个系统的一个独特优势在于它的灵活性，可兼容新的标志物。在最近的一项研究中，研究人员对肝脏CTC进行染色，以了解肿瘤抑制抗原（p53、p16和smad4），这些曾与预后不良相关联4。“一旦科学界发现了其他标志物和其他方法来鉴定CTC，我们就可以作为探针添加，”Hall说。


参考文献

[1]Ho,KF,etal.,“Quantificationtechniquesforcirculatingtumorcells,”TrendsinAnalyticalChemistry,64:173-82,2015.

[2]Miyamoto,DT,etal.,“RNA-SeqofsingleprostateCTCsimplicatesnoncanonicalWntsignalinginantiandrogenresistance,”Science,349:1351-6,2015.[PMID:26383955] 

[3]Karabacak,NM,etal.,“Microfluidic,Marker-freeisolationofcirculatingtumorcellsfrombloodsamples,”NatureProtocols,9:694-710,2014.[PMID:24577360]

[4]Catenacci,DVT,etal.,“AcquisitionofPortalVenousCirculatingTumorCellsFromPatientsWithPancreaticobiliaryCancersbyEndoscopicUltrasound,”Gastroenterology,149:1794-1803,2015.[PMID:26341722]

美国National Diagnostics（ND）公司是一家以生产生命科学研究试剂为主的国际性公司。ND公司引以为傲的35年创新，提高了实验室安全并减少了研究对环境造成的影响。ND公司在许多方面引领着行业最新专利产品的潮流：它是第一家向市场提供用于电泳的浓缩丙烯酰氨试剂的公司（推介于FASEB 1986）；第一个研发出可生物降解的闪烁计数混合液；也第一个推出了可生物降解的橙子油来作为代替二甲苯的组织透明剂。National Diagnostics的品牌以下是National Diagnostics最知名的品牌：ProtoGel —市场上第一个提供用于电泳的浓缩丙烯酰氨试剂（推介于FASEB 1986）UreaGel —最好的DNA/RNA凝胶试剂Histo-Clear —第一个替代二甲苯的可生物降解组织透明剂Ecoscint —最初的可生物降解的闪烁计数混合液Opti-Clear –获得多个奖项的电子光学清洁剂经销网络：National Diagnostics公司总部位于美国亚特兰大，欧洲分部设立在英国，并拥有分布在世界30多个国家和地区的分销网络。桑戈生物是其在中华人民共和国（包括香港和澳门特别行政区）的独家代理。 ...展开
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