2022年第十期·肿瘤液体活检临床学术文献汇编
肿瘤液体活检临床学术文献汇编
（2022年第十期）
晶准生物医学（深圳）有限公司
本期文章摘要
本期共摘取三篇文章：
第一篇文章于2022年发表在《Biosensors and Bioelectronics》杂志上（影响因子12.545），该项研究设计了一种适用于广谱癌细胞检测、具有动态配体的双重刺激响应单链纳米锁探针（SCNL），能够通过靶向癌细胞表面过表达的唾液酸（SA），实现对癌细胞的特异性结合和高灵敏检测。该探针可对CTCs进行计数，并通过检测SA的表达水平来评估肿瘤细胞的迁移能力，具有广阔的临床应用前景。
第二篇文章于2021年发表在《Nature Biotechnology》杂志上（影响因子68.164），该研究设计了“EPINUC”方法用于血浆核小体的液体活检，能够检测微量样本中的DNA甲基化、特异性蛋白质生物标志物及核小体翻译后修饰状态，实现对结直肠癌患者的灵敏筛查。EPINUC-seq技术或可在未来应用于未知起源的原发性癌症的溯源。
第三篇文章于2021年发表在《iScience》杂志上（影响因子6.107）。该研究结合了表型、基因组、表观基因组和转录组分析及肿瘤药物测试，对小鼠模型进行表型和多组学分析，并对乳腺癌患者的循环肿瘤细胞（CTCs）进行肿瘤药物测试，发现CTCs和转移性肿瘤细胞之间的相关性比与原发性肿瘤细胞的关系更密切，CTCs还可反映出转移性肿瘤细胞对药物的反应，有助于CTCs作为个性化医疗的离体检测方法的建立。
目 录
具有动态配体的双重刺激单链聚合物纳米锁用于循环肿瘤细胞的灵敏检测 1
用于癌症诊断的血浆分离核小体的多重、单分子、表观遗传学分析 10
通过多组学表征及药物测试建立循环肿瘤细胞作为个性化医疗的离体检测方法 17
Dually stimulative single-chain polymeric nano lock with dynamic ligands for sensitive detection of circulating tumor cells
具有动态配体的双重刺激单链聚合物纳米锁用于循环肿瘤细胞的灵敏检测
发表时间：2022年9月
发表期刊：Biosensors and Bioelectronics
香港城市大学杨梦甦教授课题组设计了一种具有动态配体的双重刺激响应单链纳米锁探针（SCNL），具有高灵敏度和特异性，实现过表达唾液酸（SA）的广谱肿瘤细胞和循环肿瘤细胞（CTCs）的捕获。除了应用于CTCs的简单计数外，SCNL探针还可以通过检测表面SA的表达水平，评估肿瘤细胞的迁移能力，具有广阔的临床应用前景。
循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症诊断和监测的重要标志物。然而，由于CTCs数量稀少，CTCs检测仍然具有挑战性，大多数检测方法会在预富集中丢失CTCs，此外还缺乏捕获不同种类癌细胞的通用抗体。在此，我们报道了一种基于单链的纳米锁（SCNL）的聚合物，它包含双重刺激动态配体，可以与广谱癌细胞和过表达唾液酸（SA）的CTCs结合，具有高灵敏度和选择性。探针的高灵敏度是通过聚合物单链结构和多价官能团实现的，它们提高了靶细胞与SCNL之间的可及性和结合稳定性。探针对癌细胞的高选择性靶向是通过动态和双重刺激的纳米锁结构实现的，同时暴露于过表达的SA和酸性微环境后，纳米锁结构可以解锁和功能化。我们应用SCNL检测临床样本中的癌细胞和CTCs，其中SCNL的检测阈值达到4个细胞/mL。除CTCs计数外，SCNL方法还可通过监测癌细胞表面SA的表达水平扩展到转移评估。
研究采用动态结合策略，设计了一种功能化的、具有锁定结构的单链纳米探针（single-chain based nano lock，SCNL）（图1-1），该探针可在酸性微环境条件下及过表达的唾液酸（SA）的双重刺激下动态打开，并与癌细胞结合。研究首先将全血样本和SCNL探针加入96孔板，在孵育的过程中，癌细胞周围的酸性微环境会刺激SCNL探针保护基团（PEG-Glu）与嵌段单链聚合物之间预结合的解体，并暴露苯硼酸（phenylboronic acid，PBA）官能团，与SA形成共价键和配位键，用于识别广谱癌细胞表面表达的唾液酸（SA）（图1-1a）。相比于葡萄糖，解锁后的SCNL（uSCNL）会主要与肿瘤细胞表面过表达的SA分子结合，保证了SCNL探针对癌细胞检测的特异性。此外，保护基团上的PEG有助于减少单核吞噬细胞对SCNL探针的识别和摄取，进一步保证了对癌细胞检测的特异性。因此，柔软的单链锁结构有利于SCNL对肿瘤细胞的逐步协同识别，实现了对癌细胞的高灵敏度、高特异性、高效率和高稳定性的结合。
图1-1 功能化单链纳米锁（SCNL）直接检测癌细胞和评估癌症转移的原理
单链纳米探针（SCNL）的主体为聚N,N-二甲基甲酰胺（PDMA）与丙烯酸酯-苯硼酸（acrylate-PBA）的单链聚合物，将聚合物用Cyanine 3（Cy3）荧光基团进行标记，最后结合聚乙二醇修饰的葡萄糖（PEG-Glu）保护基团（图1-2a）。工作探针SCNL通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）进行分析表征（图1-2d），结果表明SCNL探针的平均流体动力学直径为12.8 nm（图1-2e），具有超小尺寸单链特征，同时MTT Assay测定验证了SCNL探针的低细胞毒性（图1-2f），表明SCNL探针具有高生物相容性。
图1-2 有锁定结构的单链纳米探针（SCNL）的制备和表征
为了研究SCNL探针的灵敏度，团队用Cy3标记的SCNL探针来识别SA表达水平不同的Hela细胞、HepG-2细胞和A549细胞，并与正常细胞进行对比（图1-3）。激光共聚焦显微镜（CLSM）显示癌细胞与SCNL探针孵育后细胞膜上荧光强度显著增加。
图1-3 SCNL检测各种癌细胞类型的高选择性和高灵敏度能力
此外，团队还通过使用流式细胞术和荧光显微镜，对Hela、HepG-2、A549、H1299、H4006、MDA-MB-231和MCF-7细胞系进行测试，进一步验证了SCNL探针针对不同类型癌症的普遍适用性（图1-4）。
图1-4 流式细胞仪和荧光显微镜分析验证SCNL检测的广谱性
癌细胞系证明了基于检测CTCs的可行性，并进一步将该策略用于含有过量白细胞的全血样本中的CTCs检测。研究者通过掺加不同数量的A549细胞到培养基和血液样本中，发现样本的荧光强度与癌细胞数量呈线性关系（图1-5e），这证明了SCNL探针的高回收率、特异性以及实用性。SA的表达水平在肿瘤转移中发挥着重要作用。为了探索了SCNL探针在测定转移性肿瘤细胞SA水平中的适用性，研究者分别构建了高转移和低转移的乳腺癌和肺癌两种模型。结果表明随着高转移细胞比例的增加，荧光信号连续下降（图1-5f）。
图1-5 检测条件的优化和相关转移潜能评估
为了进一步区分转移性癌细胞和正常细胞的实用性，研究进一步研究了在脂肪干细胞（ADSCs）存在的情况下，SCNL探针与高转移性MDA-MB-231的结合情况（图1-6），结果显示MDA-MB-231上有强信号，而ADSCs上几乎没有信号。结果证明了SCNL从正常细胞中区分转移性癌细胞的能力，并有可能通过检测表面SA的表达水平区分转移性肿瘤细胞。
图1-6 SCNL法检测正常细胞（ADSCs）和转移MDA-MB-231癌细胞
团队在3例健康人群和5例非小细胞肺癌患者的临床样本中进行了CTCs检测，健康人群血液CTCs基线值可忽略（<3个CTCs/mL），而5例患者血液样本均检测到相当数量的CTCs（图1-7c,d），证实了SCNL探针的高检出率。基于有限的样本数量，患者CTCs的检测阈值估计为4个CTCs/mL血液。研究者还对SCNL探针检测结果与基于抗EpCAM和抗CD45的免疫荧光染色方法结果进行了对比，获得了相似的结果，证明SCNL探针在CTCs检测中的准确性和适用性。
图1-7 SCNL辅助掺杂和临床样本中的CTCs计数
总结
综上所述，这项研究开发了一种适用于广谱癌细胞检测的SCNL探针，通过靶向癌细胞表面过表达的SA，实现对癌细胞的特异性结合和高灵敏检测。首先，动态PEG-Glu保护基团和PBA-SA识别机制保证了SCNL探针对癌细胞的特异性靶向识别。功能化SCNL探针具有超小和单链的特征保证了对于CTCs较高的检测率，其在癌细胞表面的高稳定性、灵活性和标记密度，有助于检测SA表达水平较低的癌细胞，保证了高灵敏度和选择性。同时，SCNL探针还显示出对癌细胞转移风险进行评估的潜能，该探针可以与微流控技术相结合，应用于下游的单CTCs的单核苷酸变异（SNV）和拷贝数变异（CNV）检测，整合多组学数据，实现高通量和及时检测，满足精准医疗的要求。此外，这项工作也可能启发新一代基于单链的纳米探针的开发，用于癌症转移和其他糖蛋白相关疾病的诊断和治疗等临床应用。
发表时间：2022年9月
发表期刊：Nature Biotechnology
摘要
对血浆游离DNA（cfDNA）进行分析能够提供有关人体病理过程的相关信息。血液中的cfDNA以核小体的形式存在，以便维持着组织和癌症特异性的表观遗传学状态。研究开发了一种单分子多参数测定法，能够全面分析血浆分离核小体（Epigenetics of plasma-isolated nucleosomes，EPINUC）的表观遗传学信息，包括DNA甲基化和癌症特异性蛋白生物标志物。该方法通过高分辨率的单分子成像模式来检测数百万单个核小体上6个活性/抑制性组蛋白的修饰及其比率和组合模式。此外，该方法还能提供高灵敏度且定量的血浆蛋白数据，包括非分泌型肿瘤特异性蛋白（如突变型p53）。研究对63例结直肠癌、10例胰腺癌和33例健康血浆样本队列进行分析，结果显示EPINUC检测癌症的准确性和敏感性较高，即使在癌症的早期阶段也能检测出癌症。最后，将EPINUC与单分子DNA测序相结合，揭示了结直肠、胰腺、肺和乳腺肿瘤的相关起源组织。总而言之，EPINUC能够在有限的液体活检样本（<1 mL）中提供临床相关的多维度信息。
基于血浆游离DNA（cfDNA）的分析产生了新一代无创液体活检诊断方法，在癌症患者中，一部分cfDNA来源于肿瘤，称为循环肿瘤DNA（ctDNA）。研究已经证明ctDNA可以揭示肿瘤特异性基因的改变，但基于ctDNA的分析方法需要突变来区分正常DNA与肿瘤DNA。基于非遗传特征分析的液体活检方法中，最突出的是使用组织和癌症特异性DNA甲基化和cfDNA的差异片段化模式。血浆中的cfDNA主要以血浆游离核小体（cfNucleosomes）的形式出现，有证据表明血浆游离核小体保留了表观遗传修饰，目前，对血浆表观遗传学的检测方法存在严重的局限，例如灵敏度和动态范围有限、成本高昂、需要深度测序等。本研究开发了一种基于表观遗传学的多参数液体活检方法，结合高灵敏度的蛋白质生物标志物检测，对结直肠癌（CRC）患者的血浆样本进行分析，证明了对CRC患者的诊断价值。
这项技术名为血浆分离核小体的表观遗传学检测（EPINUC）（图2-1a），使用全内反射荧光显微镜（TIRF）对组蛋白修饰进行单分子层面的成像。具体来说，这项技术开发了一种高效的酶促反应，能够对多腺苷酸核小体进行荧光标记，然后通过核酸杂交将核小体固定在聚乙二醇（PEG）修饰的表面上，用TIFR和荧光标记抗体来记录核小体翻译后修饰（PTMs）状态（图2-1b），并检测抗体与PTMs的结合和解离，检测时间大于90分钟，以确保对修饰组蛋白的最大检测（图2-1c）。研究通过一组重组修饰的核小体与每种抗体结合的特异性和线性关系进行了验证，得到六种通过质量控制标准的抗体，分别靶向组蛋白第三亚基九号赖氨酸的三甲基化（H3K9me3）、组蛋白第三亚基二十七号赖氨酸的三甲基化（H3K27me3）、组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化（H3K4me3）、组蛋白第三亚基三十六号赖氨酸的三甲基化（H3K36me3）、组蛋白第三亚基九号赖氨酸的乙酰化（H3K9ac）和组蛋白第三亚基四号赖氨酸的单甲基化（H3K4me1）。每个血浆样本中的核小体用Cyanine 3（Cy3）（绿色）进行标记，并使用AF488（青色）和AF647（红色）标记的三个成对抗体组合成像，获得六个组蛋白PTM的多参数数据，包含每个样本中修饰的核小体的百分比、各种组蛋白修饰之间的比值、含有两种修饰组合模式的核小体的百分比（图2-1d,e,f）。EPINUC是目前已知唯一能够从<1 mL的血液样本中以单分子精度对多个组蛋白PTM和组合修饰进行检测的技术。
图2-1 EPINUC解析血浆游离核小体的表观遗传学状态
为了扩展可检测的生物标志物类型，研究在检测表面修饰了PEG-链霉亲和素，并锚定靶向血浆蛋白的生物素偶联抗体，对癌胚抗原（CEA）、基质金属蛋白酶抑制剂-1（TIMP1）、哺乳动物不育系20样激酶1（MST1）三种生物标志物进行多重同时检测（图2-2a），并使用细胞培养系统及敲低实验验证了该检测方法的线性和特异性（图2-2c,d）。研究还使用两种抗体对肿瘤抑制因子p53进行检测（图2-2e），并通过延时成像累积p53的信号（图2-2f），观察到确诊p53突变的CRC患者血浆中p53总体突变水平更高（图2-2g），证明了该方法能够特异性地检测源自肿瘤细胞的突变蛋白。研究进一步将DNA甲基化水平检测纳入该方法中，通过孵育甲基-CpG结合蛋白2-生物素（MBD2-生物素）并结合甲基化的cfDNA（图2-2h），研究对比了健康个体和CRC患者血浆cfDNA甲基化水平（图2-2j）。
图2-2 癌症相关标志物、p53突变和DNA甲基化的多重单分子检测
在临床应用方面，研究纳入了来自健康个体的33个血浆样本和40个晚期CRC患者的46个样本（III，IV期），通过EPINUC检测包含组蛋白PTM、DNA甲基化、蛋白质生物标志物在内的多参数信息。结果显示，晚期CRC患者具有较高的CEA单分子水平（图2-3a），另外，通过检测MST1并推导CEA/MST1的比值，能够更好的对样品进行分类，具有更大的优势（图2-3b,c）。手术切除后的晚期CRC患者血浆CEA/MST1比值明显改变，更接近于健康人（图2-3a,b），证明了EPINUC在治疗监测方面的适用性。在表观遗传学方面的结果显示，晚期CRC患者有高水平的H3K27me3-，H3K9me3-，H3K9ac-和H3K4me1-修饰的核小体，并且H3K9ac和H3K4me1的比例更高（图2-3d）；H3K9me3-和H3K36me3-修饰的核小体在CRC患者中减少；H3K4me3和H3K27me3修饰的核小体增加。晚期CRC患者样本DNA甲基化的减少与之前的结果一致（图2-3e）。基于此，团队进一步对早期CRC患者（I，II期）的17个血浆样本进行检测（图2-3f），结果显示患者和健康个体之间的DNA甲基化水平、CEA水平，CEA/MST1比值显著不同；H3K27me3、H3K9me3修饰的核小体水平升高，与CRC晚期的结果类似；H3K9ac和H3K4me1修饰的核小体水平与健康个体无差异；H3K4me1和H3K9ac修饰核小体低于健康个体。综合来看，CRC患者在疾病早期就已经发生了表观遗传学的改变。
图2-3 EPINUC揭示了CRC个体血浆表观遗传和生物标志物的显著改变
图2-4 EPINUC可区分健康个体和CRC个体，并确定肿瘤组织的来源
最后，团队使用机器学习对健康人群和CRC患者数据进行了区分（图2-4a），最佳的预测模型显示出EPINUC方法具有高诊断潜力 [AUC=0.96，95%置信区间（CI）为 0.945-0.975]，灵敏度为92%，特异性为85%，精度为92%，优于仅依赖蛋白质生物标志物的预测模型，以及蛋白质生物标志物与DNA甲基化，或组蛋白PTM结合的预测模型。在此基础上，研究又将EPINUC与单分子DNA测序相结合（EPINUC-seq）（图2-4b），并对三例晚期CRC患者的血浆样本进行了针对性检测（H3K4me3、H3K27me3和H3K9ac）。发现血浆样本与结肠特异性H3K4me3、H3K27me3和H3K9ac峰显著重叠，表明结肠是主要起源组织（图2-4c,d,e），对胰腺导管腺癌、肺癌、乳腺癌的分析也显示出该方法对组织起源鉴定的准确性（图2-4f）。
研究发明了一种以单分子精度、微量样本（1 mL）对多种组蛋白PTM、DNA甲基化和蛋白质生物标志物进行液体活检的方法：EPINUC。该方法在区分CRC患者与健康人方面具有高特异性和敏感度，适用于癌症早筛。除了独特的表观遗传学分析，该方法在针对蛋白质生物标志物的检测方面优于酶联免疫吸附测定（ELISA），而整合了多参数的分析方法或许能够克服研究队列中潜在的混杂作用，例如队列中某些个体的化疗治疗，以及不同个体之间血细胞成分的差异。值得注意的是，EPINUC方法在不依赖于测序数据的情况下就实现了对部分癌症的鉴别诊断，在未来需要更大的队列研究来验证EPINUC能否仅根据表观遗传学和生物标志物就能区分各种类型的癌症。EPINUC结合DNA测序提供了肿瘤组织起源的明确证据，在未来，将EPINUC-seq技术应用于未知起源的原发性癌症，或可确定其起源。
Multiomic characterization and drug testing establish circulating tumor cells as an ex vivo tool for personalized medicine
通过多组学表征及药物测试建立循环肿瘤细胞作为个性化医疗的离体检测方法
发表时间：2022年9月
发表期刊：iScience
摘要
将对患者的治疗与其肿瘤状态相联系，有助于提升治疗的效果，并减少肿瘤的复发情况。来源于实体瘤的循环肿瘤细胞（CTCs）是富有前景的诊疗方式。为了分析CTCs与肿瘤状态的关系，研究者利用小鼠模型建立了CTCs，原发性和转移性肿瘤细胞系，并对这些细胞进行表型和多组学分析。CTCs和转移性肿瘤细胞在转录起始位点具有相似的随机突变和低甲基化水平，而原代肿瘤细胞则没有。CTCs和转移性肿瘤细胞具有上皮/间质混合型的转录组，且粘附性降低，能动性增强。在一名转移性乳腺癌患者的肿瘤细胞上测试了抗癌药物，CTCs反应出药物对转移性肿瘤而非原发性肿瘤的影响。该研究的多组学和临床实验结果揭示了CTCs与转移性肿瘤的相似性，有助于推动CTCs在个性化医疗的离体检测方面的应用。
肿瘤细胞在癌症的早期阶段、进展和转移的全过程中都会播散到血液中，而不仅限于晚期。CTCs是从实体肿瘤部位播散到血液中的细胞，基于CTCs的液体活检技术显示出对癌症早筛的潜力，包括结肠癌、乳腺癌等。对CTCs的定量分析表明，这些细胞是一种可靠的生物标志物，可以监测治疗效果以及治疗指导决策。然而，CTCs与转移性肿瘤之间的确切关系仍不清楚，CTCs是否可以替代转移性肿瘤细胞来进行诊疗仍然存疑。
这项研究首先建立了CTCs衍生的异种移植小鼠模型，来模拟转移性肿瘤。通过接种乳腺癌细胞系4T1-hHER2-Luc（表达人HER2基因和荧光素酶标志物）到NOD/SCID-γ（NSG）小鼠中，建立了细胞系衍生的CDx小鼠模型。随后分离小鼠CTCs，并接种到首次接受实验的NSG小鼠中，以建立CTCs衍生的PDx小鼠模型（图3-1A）。每只小鼠抽取75μL血液用于分离CTCs，结果显示，单个CTCs和CTCs簇在接种后三周和四周显著增加，而第一周则几乎没有检出（图3-1E，F）。
为了更深入地了解肿瘤的进化和转移情况，研究在CTC-PDx小鼠模型中建立了九种细胞系，包括原发肿瘤（PRI，包括5-PRI，7-PRI和8-PRI）、CTCs（1-CTC，3-CTC和6-CTC）和转移性肿瘤（META，包括3-META，5-META和7-META）。从3、5、7号小鼠中分离出的三对匹配组：3-CTC和3-META、5-PRI和5-META以及7-PRI和7-META，可用来跟踪同一谱系中的癌细胞进展情况。结果显示，原发肿瘤/PRI中具有连续细胞间粘附的扩散状、细长状细胞，与亲代细胞类似（图3-2Aa，b），而超过90%的CTCs和60-80%的转移性肿瘤则显示出球形形态（图3-2B），且在细胞扩散和细胞间粘附方面则受到了限制（图3-2Ac，d）。
接下来，研究针对亚系和亲本的基因组，表观遗传和转录组进行了检测。全外显子组测序（WES）显示所有亚系和亲本均有Trp53突变，另外，在不同的亚系中发现了数百个INDEL和SNP突变，但这些突变在亲本中缺失（图3-3A），突变染色体展示在Circos图中（图3-3B）。对同一只小鼠的亚系进行分析表明，CTCs与转移性肿瘤之间共享更多的突变（图3-3C），详细来说，在5-PRI和5-META之间共享有42个基因突变，在7-PRI和7-META之间则只有14个基因突变。这证明了相比较原发性肿瘤，CTCs更接近于转移性肿瘤的遗传学状态。
图3-1 建立原发性、循环和转移性肿瘤细胞系
图3-2 肿瘤亚系及亲代的表型特征
图3-3 CTC-PDx小鼠细胞系的全外显子组NGS测序结果
研究还分析了亚系与亲本转录起始位点周围的甲基化水平（图3-4A），结果显示他们的低甲基化水平要高于高甲基化水平。值得注意的是，CTCs与转移性肿瘤的高/低甲基化曲线近似，但都与原发肿瘤保持了一定的距离。对三种亚系之间的差异甲基化位点对比（图3-4B），结果显示CTCs和转移性肿瘤之间有67个不同的甲基化位点，而原发肿瘤和转移性肿瘤之间则有2203个不同的甲基化位点，作为补充，CTCs和原发肿瘤之间有18417个不同的甲基化位点。这些结果表明肿瘤细胞播散到血液的过程中发生了表观遗传学改变，即从原发灶向CTCs转化的过程中伴随着明显的低甲基化。
图3-4 CTC-PDx小鼠癌细胞系的甲基化测序分析
研究进一步对所有的亚系进行了RNA测序，并通过多维尺度分析（MDS）将所得结果与其他肿瘤细胞的测序结果进行了对比。结果显示，所有的亚系均类聚于乳腺癌细胞系4T1，且与结肠癌细胞系密切相关，但与胰腺和肺细胞系相关性不大（图3-5A）。对不同肿瘤分期的亚系进行对比，发现CTCs组和转移性肿瘤之间的相似程度胜过各自与原发肿瘤的相似程度（图3-5B）。对转录组学的研究主要关注亚系的上皮间质转化（EMT），通过计算每个亚系的EMT评分，来判断肿瘤细胞的间质样倾向。结果显示CTCs（0.1079）和转移性肿瘤（0.0436）的得分高于原发肿瘤（−0.1861），且CTCs衍生的亚系拥有最高的分数（图3-5C）。大多数上皮和间质标志物在CTCs、原发和转移性肿瘤中保持相似的水平，而CTCs和转移性肿瘤中的上皮标志物Krt19，EpCAM，Cdh1，Wnt7a，Muc1则少于原发肿瘤（图3-5D），CTCs的间质标志物Mmp2和Mmp9的表达低于原发肿瘤，转移性肿瘤中的Acta2，Cdh11，Mmp2和Twist1低于CTCs和原发肿瘤（图3-5E）。
图3-5 4T1来源癌细胞系的RNA测序分析和下游验证结果
研究还关注CTCs在临床实际应用中的效果，在一名招募的乳腺癌患者中进行了CTCs的3D球状体细胞培养，并检测了药物对球状体的抑制作用，结果显示，表柔比星显著降低了CTCs的活力，且CTCs显示出明显的剂量依赖性（图3-6A）和时间依赖性细胞杀伤作用（图3-6B）。相反，当在CTCs来源的样本上进行测试时，没有其他化疗药物表现出显著的差异反应。药物测试数据表明，CTCs的3D培养球对于药物反应类似于转移性肿瘤而不是原发性肿瘤，这与表型和多组学分析一直，CTC衍生的亚系更类似于转移性肿瘤而不是原发性肿瘤。同时，结果也证明了基于CTCs的离体药物测试在预测个性化医疗中的潜在应用（图3-6C）。
图3-6 人源CTCs培养物的抗癌药物反应
总结：
这项研究在表型、基因组、表观基因组和转录组水平对CTCs来源的异种移植小鼠细胞系进行了表征。研究发现CTCs和转移性肿瘤细胞之间的相关性比与原发性肿瘤细胞的关系更密切，在形态学上，CTCs和转移性肿瘤细胞具有相似的形态，且增殖增加，迁移和侵袭能力增强；在基因型和表观遗传学上，CTCs和转移性肿瘤都表现出低甲基化，且EMT评分更高。CTCs可以作为临床治疗学的潜在强大工具，特别是它们可以用于监测小鼠模型中的癌症进展以及评估药物疗效。本研究的局限在与纳入患者的数量少，且未对CDx小鼠细胞系进行详细的表征，以了解肿瘤细胞从CDx到CTC-PDx过程中的可塑性。
晶准医学成立于2018年，落户大湾区，坐落于深圳坪山海科兴战略新兴产业园和香港科学园，是一家集精准医疗液体活检技术研发、产品转化、生产、销售以及检测服务为一体的国家高新技术企业。公司拥有国际先进、自主知识产权的微流控技术与核酸检测技术，为肿瘤液体活检提供全方位的精准诊断产品、方案以及服务。晶准医学在全国范围内率先推出“全方位肿瘤液体活检整体解决方案”，致力于提供高效和精准的个体化肿瘤液体活检检测产品和服务，实现肿瘤早诊早筛、精准诊断与实时监测。
公司技术力量雄厚，在国内外数位院士的带领和指导下，拥有数十位博士和硕士为主体的研发团队，开展多项与肿瘤液体活检技术相关的科学研究与产品开发。公司核心技术“微流控芯片上的细胞操控与检测技术平台”荣获2015年国家教育部自然科学二等奖、2016年药明康德生命化学奖、2019年亚洲国际创新大奖（金奖）以及第47届日内瓦国际发明展金奖，并在国际知名杂志上发表相关论文数十篇，拥有多项发明专利。公司曾作为粤港合作典范，受到了国家领导人习近平的关注并参观了研发实验室。由于公司发展迅速，更是被德勤评为2019《香港明日之星企业（Hong Kong Rising Star）》，且连续两届被评为粤港澳大湾区生物科技创新企业50强先锋企业。
公司拥有近3000平米的生产厂房，建有万级洁净车间、十万级洁净车间、PCR实验室及晶益医学检验实验室。严格按照国家药品质量管理体系（GMP）、医疗器械质量管理体系（YYT0287/IS013485）、欧盟生产质量标准（CE）建立了完善的肿瘤液体活检所需的研发、生产及检测服务体系。
晶准医学产品系列
一、晶准医学自主研发的首款CTC100循环肿瘤细胞分选仪已于2019年7月获国家药品监督管理局批准上市，具有高效便捷、灵敏特异、样本需求少、应用广泛的特点，全面领先目前市面上的同类产品。该设备已为临床提供CTC计数与分型信息，免疫治疗靶向蛋白检测以及用药靶点基因检测等信息，可拓展应用于全基因组测序、体外培养及药敏评估等，为肿瘤早期筛查、预后判断、伴随诊断、复发预警、疗效监测等提供精准信息。
CELLOMICS 循环肿瘤细胞检测平台
CELLOMICS 循环肿瘤细胞检测配套试剂盒
二、公司拥有“无需芯片”微滴式数字 PCR 平台，已于2021年9月获国家药品监督管理局批准上市，可实现微滴生成的自动化操作，满足客户的高通量、自动化实验需求，国际首创“无芯片式”微滴阵列打印技术，突破传统微滴制备影响因素复杂、芯片耗材成本居高不下、易导致珍贵样本分析失败和损失的风险等局限，大大降低了技术平台使用成本，为肿瘤基因检测提供更精准、成本更低的检测平台。该平台可同时适用于肿瘤组织标本和血液标本，适用于肺癌的EGFR低丰度突变检测，肺癌的ALK融合基因检测，乳腺癌的分型，单细胞的基因表达分析，甲基化分析，外周血MicroRNA的绝对定量，微小残留病变等临床应用。
全球首创“无需芯片”数字PCR平台
数字PCR配套试剂盒
三、基于高通量测序技术的早筛产品研发。公司与国际顶级医学院—美国希望之城医学院以及贝勒医学院进行核心专利授权转化。基于高通量技术以及独创的国际领先的生物信息学技术和算法，检测消化道肿瘤患者ctDNA甲基化情况。可用于包括食管癌、胃肠以及结直肠癌等的早期筛查，评估患癌风险，临床符合率达93%。同时，公司目前也正在联合多家医院开展基于液体活检miRNA组检测的结直肠癌和卵巢癌早筛产品大规模临床验证工作。
晶准医学项目特色
项目依托近20年研发积累的先进微流控技术和核酸检测技术，提供全方位肿瘤液体活检整体解决方案应用于肿瘤诊断全程管理，包括早诊早筛、辅助诊断、用药指导、实时监测等领域，利用微流控技术建立高效多功能的CTC检测与研究平台；利用核酸检测技术，高灵敏、高特异性地检测与肿瘤诊断相关的DNA与RNA信息，为肿瘤诊断提供精准的多样化临床信息。
晶准医学荣誉
▪2015年教育部自然科学二等奖
▪2016年获药明康德生命化学奖
▪2019年日内瓦国际发明展（金奖）
▪2019年亚洲国际创新大奖（金奖）
▪2019年21届中国国际高交会优秀产品奖
▪2019年深圳市创新创业大赛决赛
▪2019年工信部国际创新创业大赛香港季军
▪2019年第八届中国创新创业大赛行业总决赛
▪2019年德勤《香港明日之星企业 （Hong Kong Rising Star） 》
▪2020年第三届粤港澳大湾区生物科技创新企业50强——“先锋企业”
▪2021年第四届粤港澳大湾区生物科技创新企业50强——“先锋企业”和“最受欢迎企业”
