实体肿瘤发生远处转移,第一步就是部分肿瘤细胞脱离原发肿瘤病灶,侵入血管或者淋巴管,进入血液循环系统,这类在外周血液当中游走的肿瘤细胞,就叫做循环肿瘤细胞,简称 CTC。CTC 作为液体活检重要分支,不需要做侵入性组织穿刺,抽取外周血液就可以完成检测,近些年在肿瘤临床与科研领域获得大量关注。
CTC 完整的工作链条分为捕获富集、鉴定、后续分析几个环节。血液当中 CTC 数量极其稀少,几毫升血液内可能只有几个 CTC,背景是海量红细胞、白细胞,所以首要难点就是把稀有 CTC 从血细胞当中分离出来。主流富集策略分为两大类:一类基于细胞物理特性,利用肿瘤细胞体积、密度差异完成分离;另一类依靠免疫标志物,通过抗原抗体识别捕获上皮来源肿瘤细胞。富集完成之后,再完成细胞鉴定,还可以进一步开展单细胞基因测序、转录组分析,读取 CTC 的基因突变、基因表达信息。
在临床应用场景,CTC 最成熟用途是肿瘤预后评估。大量临床数据证实,外周血当中 CTC 计数水平,和患者肿瘤分期、转移风险、预后生存高度相关。外周血检测出 CTC 数量越高,往往代表肿瘤侵袭转移风险更高,患者预后相对更差。治疗前后对比 CTC 数量变化,还可以辅助评估治疗效果。如果经过药物治疗之后,外周血 CTC 数目显著下降,提示治疗大概率产生响应;治疗后 CTC 持续维持高位,则提示需要警惕复发风险。
对比组织活检,CTC 液体活检拥有鲜明优势。组织穿刺取样存在创伤,部分患者身体条件不适合反复穿刺;而 CTC 只需要静脉采血,可以多次取样,实现对患者病情动态跟踪。当肿瘤病灶位置隐蔽、或者发生多处转移难以获取组织样本时,CTC 检测可以获取肿瘤细胞信息,辅助解析肿瘤分子特征。
当然 CTC 技术短板同样不容忽视,也限制它大规模用于肿瘤早期筛查。最大痛点就是早期肿瘤患者外周血 CTC 浓度极低,早期阶段释放进入血液的 CTC 数量太少,现有检测手段灵敏度不足,很容易出现假阴性。另外 CTC 捕获技术还存在漏检问题,部分肿瘤细胞会发生上皮‑间质转化,丢失上皮标志物,会造成免疫捕获方法识别不到 CTC。同时检测平台尚未完全标准化,不同检测设备、试剂得到的计数结果存在偏差。

当下 CTC 前沿研究不再局限简单计数。对捕获得到的单个 CTC 开展单细胞测序,解析 CTC 基因突变拷贝数变异,能够揭示转移过程当中肿瘤克隆演化特征,分析转移驱动机制。还可以体外尝试 CTC 类器官培养,利用患者自身 CTC 扩增培养,用来做药物敏感性测试,助力个体化用药选择。
综合来讲,循环肿瘤细胞 CTC 技术,为肿瘤提供无创的液体活检路径,在预后分层、疗效动态监测已经展现临床价值。受限于灵敏度、标准化难题,CTC 还不能独立作为肿瘤早筛手段。随着捕获、单细胞分析技术持续迭代升级,CTC 未来会在肿瘤精准诊疗体系承担更多角色。