学术快讯18 |《Frontiers in Oncology》发表基于微流控惯性聚焦原理的CTC富集筛分及下游检测临床应用文章

论文题图

    近年来，随着癌症诊断和治疗技术的进步，液体活检技术逐渐成为精准诊断和筛查最有前途的方法之一，在众多血液标志物之中，循环肿瘤细胞（CTC）携带有肿瘤的多维度信息，在改善临床癌症检测、患者监测和管理方面具有显著潜力。CTC的成功筛分和富集依赖于高灵敏度和特异性的检测平台，在过去的几十年中，大多数平台在临床应用上都显示出了一定的局限性。

基于CTC100平台的CTC富集筛分和下游分析流程

   在这项研究中，团队利用惯性聚焦原理设计出螺线型微流控芯片（晶准医学Cellomics独家专利技术），该芯片对不同种类的癌细胞均具有较高的回收率（81.6%-88.9%）。

微流控芯片对不同种类癌细胞的回收率

    接下来，研究对筛分后细胞的完整性和生物活性进行了评估。筛分后的细胞活性比例（90.55%）相比筛分前并（95.05%）未出现显著的下降。筛分后的肿瘤细胞具有较高的完整性，无明显的形态变化，且能够保持一定的增殖和分裂能力。结果表明该微流控芯片可以准确地回收目标细胞，并保证筛分后肿瘤细胞的完整性及活性。

微流控芯片筛分过程能够保证肿瘤细胞完整性和活性

    为了验证该方法的临床实用性，研究纳入了572例患者及83名健康人群，在患者队列中实现了95.1%的检出率（544/572）。进一步分析显示该方法的灵敏度和特异性分别为80.77%和95.18%，AUC=0.9267。在样本量较大的癌种（NSCLC）中，分析发现晚期NSCLC患者的CTC数目显著高于早期NSCLC患者（P＜0.05）及健康人（P＜0.001）。

CTC富集筛分平台的临床性能验证

    CTC下游靶蛋白检测：

    在CTC100富集筛分平台能够以较高的完整性及活性准确筛分出CTC的基础上，研究进一步探索了CTC下游靶蛋白（PD-L1，HER2、VEGF）分析的可行性。针对PD-L1靶点的研究表明CTC PD-L1检测与组织PD-L1检测具有相关性（R=0.54，P=0.002），提示CTC PD-L1检测可作为病理组织不可及患者的替代检测方案，此外，CTC上蛋白标靶的时效性优于肿瘤组织，更适合肿瘤疗效动态监测。

患者CTC靶蛋白检测

CTC下游靶基因检测：

    CTC100富集筛分平台可直接对接单细胞挑取平台，并进一步用qPCR平台进行相关靶药基因位点（EGFR、KRAS、BRAF）的检测。并在15例经过组织病理学证实具有突变的患者中实现了93.3%的准确率（14/15）。基于CTC的靶基因检测能够为临床提供用药指导依据，并监测患者的耐药进展。

CTC单细胞挑取及下游靶基因检测流程

    循环肿瘤细胞（CTC）是液体活检技术中一个极为重要且具有多维度的检测目标。然而，受限于检测技术的局限性，其在临床应用中的使用长期停留在细胞计数和预后评估上，未能取得更大的突破。本文通过惯性聚焦原理的微流控芯片技术改进CTC检测技术，同时采用多平台联合策略，成功克服了CTC检测技术的瓶颈。本项目中所开发的CTC100富集筛分平台能迅速、高效地富集患者外周血中的CTC，并在655人的样本队列中实现了高达80.77%的灵敏度和95.18%的特异性。重要的是，该平台富集的CTC具有较高的完整性和活性，可以便捷地对接下游分析平台，进行相关靶基因、靶蛋白的检测。同时，该项研究充分挖掘了CTC的多维度信息，包括CTC计数分型、CTC靶基因及CTC靶蛋白信息。这些信息能够满足多个临床肿瘤检测和治疗的应用需求，包括早期筛查、辅助诊断、用药指导、疗效评估、预后判断、耐药及复发监测等。展望未来，基于该平台的CTC检测可以与ctDNA等标志物进行多模态液体活检，全面地挖掘患者血液样本标志物信息，从而为临床患者提供更加精准的临床检测服务。

参考文献：