 强生公司出品的CellSearch系统，是第一个标准化的、半自动化的，循环肿瘤细胞检测系统。 它通过快速、精确地确定血液样本中的CTC细胞数量。可以帮助医生在整个治疗过程当中，提供准确的预后评估手段。 本视频介绍了其工作原理，和操作过程。 视频时长9分钟，建议在Wifi条件下观看： 字 幕 内 容 欢迎来到【陈巍学基因】 我们这个节目，主要是为大家介绍基因组学，和临床分子诊断的最新技术进展。 今天，会和大家谈一下Jassen公司（强生公司）出品的CellSearch系统。它的主要应用是：检测循环肿瘤细胞，并对癌症给出预后信息。 循环肿瘤细胞，就是Circulating Tumor Cells，简称“CTC”。 如我们大家所知 肿瘤之所以会转移，是因为肿瘤原发灶上的肿瘤细胞，会从肿瘤组织上脱离下来，并进入血液。这些细胞通过血液循环，到达身体的别的器官、或者组织，其中部分的细胞会在别的部位扎根下来，变成转移灶，然后，长成新的肿瘤。这些存在于外周血当中的肿瘤细胞，我们就称之为“循环肿瘤细胞”。 循环肿瘤细胞，一方面是肿瘤转移的种子；另一方面，它存在于血液当中，因为血液是最容易获得的诊断样本，所以，循环肿瘤细胞又成了让我们可以从血液当中检测肿瘤进展的新的检测目标。也就是我们通常所说的“液体活检”，Liquid Biopsy。 要检测血液当中的循环肿瘤细胞，要克服的困难是：在血液当中，循环肿瘤细胞的数量是极少的，在7.5毫升的血液当中，可能只有个位数的几个循环肿瘤细胞。同时，血液当中会有大量的红细胞、白细胞，7.5毫升血当中，红细胞的数量大约是400亿个，而白细胞的数量，约是3千万个到7千万个左右。所以CTC细胞的数量，和红细胞、白细胞的数量相比，差距是极为悬殊的。 为了解决上述的难题，强生公司开发了CellSearch循环肿瘤细胞检测系统。 2004年，美国FDA批准：CellSearch可以用于检测转移性乳腺癌。之后，FDA又批准CellSearch系统可以应用于（结）直肠癌，和前列腺癌的预后评估。 2012年，中国的CFDA的批准CellSearch系统，可以用于转移性乳腺癌的预后监测。 接下来，我们就来详细介绍这个CellSearch系统。 原理 首先，介绍检测原理。 第一步，是对CTC细胞进行富集。因为绝大多数CTC细胞的表面都会有表皮细胞粘附分子（EpCAM, Epithelial cell adhesion molecule），所以，用包被了针对表皮细胞粘附分子单抗的微磁珠，来对细胞进行富集。CTC细胞就会被富集到磁珠的表面。 接下来，用针对DNA的荧光染色剂“DAPI”进行染色。DAPI会和DNA进行结合（所以，DAPI是常用的细胞核染料），然后，在紫外光的照射下，会发出461nm波长的青绿色的荧光。因为红细胞是没有细胞核的（也就没有DNA），所以DAPI就可以把红细胞给排除掉（没有核的红细胞不会被DAPI染上荧光），并把CTC细胞和白细胞（的细胞核）都染上青绿色的荧光。 再接下来，就是区分白细胞和CTC细胞。白细胞都会特异地带有CD45的抗原，而CTC细胞一般是不会带有CD45的抗原的。同时，CTC细胞会带有细胞角质蛋白抗原（cytokeratin），而白细胞是没有细胞角质蛋白抗原的，所以用带有APC荧光染料的抗CD45的单克隆抗体，和带有PE荧光染料的抗细胞角质蛋白的单克隆抗体，对细胞进行染色。 最后被CD45-APC染料染上荧光，而没有被抗角质蛋白抗体-PE染料染上荧光的，就是白细胞。而被抗细胞角质蛋白抗体-PE染料染上荧光，却没有被CD45-APC染料染上荧光的，就是CTC细胞。 操作 说完了原理，我们接下来说一下实际操作。 先抽血。抽得的血液，保存在强生专用的CellSave管子当中。强生的CellSave管子，有一项专门的技术，可以让CTC细胞在室温条件（15～30度）下，稳定保存96个小时以上。 当血液样本到达实验室以后，取7.5毫升血液转移到锥型管当中，进行离心。离心之后，压缩的细胞层，包括红细胞和白细胞，就和血浆发生分离。 把已经分层的血液，转移到CellTracts自动样本处理系统上去。CellTracks仪器，可以自动识别锥形管中，细胞压缩层的液面。仪器会自动地把上层的血浆给吸掉。 然后，仪器用缓冲液把样本当中的白细胞、红细胞层重新混悬起来。 接下来，把包被了针对表皮细胞粘附分子单抗的微磁珠，与细胞混悬液进行混合孵育。循环肿瘤细胞的表面，就吸满了微磁珠。 循环肿瘤细胞，被从大量的细胞当中，通过单抗磁吸的方法，给分离出来。 然后，用针对细胞角质蛋白的抗体，对CTC进行染色。再接下来，用针对CD45的荧光单抗对白细胞进行染色。最后，用DAPI DNA染色剂，对细胞核进行染色。 这些被富集、并染色的细胞，被转移到细胞追踪盒中去。这个追踪盒，被放到细胞追踪磁夹当中。 这个磁夹被放在暗室当中，保温20分钟。这在过程当中，加在磁夹上的磁场把细胞拉到夹子的表面，并把它们牢固地固定在这个表面上。 然后，这个磁夹被插入到分析管中。 这些细胞被放置在一个单一焦距位置，然后，细胞被荧光光学系统自动扫描。 扫描过程当中，荧光光学系统记录荧光信号，并把图像呈现给用户，以便用户对细胞进行分类。 对细胞角质蛋白和DAPI都是阳性的，而对CD45是阴性的细胞，被判定为CTC细胞。 应用 CTC检测，在肿瘤预后当中，有很好的应用。 现在的临床研究表明，如果在治疗之前，7.5毫升血液当中，有5个或者5个以上的CTC细胞，就强烈预示着：无进展生存期会较短，并且病人的整体生存期，也会较短。 这是2014年，《柳叶刀》杂志一篇文章当中的一个统计图，在这幅图当中，统计的病例数达到2000人。 横轴是治疗的时间，单位是月；纵轴是无进展生存的比例。 蓝线是一开始的时候，CTC细胞，低于5个的病人的情况；红线是一开始的时候，CTC细胞数大于、或者等于5个的病人的情况。 我们可以看到红线明显靠左，也就是说：CTC细胞数多的人，他的无进展生存期明显低于CTC细胞数少的病人。 这幅图，是同一篇文章当中，病人总体生存期的情况。 横轴是生存的月份；纵轴是总体生存率。 蓝线是，一开始的时候，CTC细胞数低于5个的病人的情况；红线是一开始的时候，CTC细胞数大于或者等于5个的病人的情况。 可以清楚地看到，蓝线明显地靠右。也就是说，一开始CTC细胞数少的病人，他总体生存期，会明显长于CTC细胞数多的病人。 在整个治疗过程当中，CTC细胞数的水平，也同样明确地预示无进展生存期、和总生存期的长短。 研究表明：连续的CTC监测，配合CT、PET-CT等影像学方法，可以为癌症提供更准确的预后评估。 综上所述：CellSearch系统，是第一个标准化的、半自动化的，循环肿瘤细胞检测系统。它通过快速、精确地确定血液样本中的CTC细胞数量。可以帮助医生在整个治疗过程当中，提供准确的预后评估手段。 以上，就是对CellSearch系统的介绍。 目前，CellSearch系统检测循环肿瘤细胞的方法，还是仅限于检测循环肿瘤细胞的数量。 科学家正在研究更好、更新的方法，目的是可以直接从循环肿瘤细胞当中，检测出基因突变类型，以便更好地做靶向药物的伴随诊断。 |
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