循環腫瘤細胞(CTCs)是從原發腫瘤脫落并滲入血液并在血液中循環的腫瘤細胞。了解CTC的轉移級聯對于識別抗腫瘤轉移的靶點具有巨大的潛力。在巨大的血細胞中檢測這些非常罕見的CTC是具有挑戰性的。然而，新興的CTCs檢測技術深刻地促進了CTCs生物學研究的深入，促進了CTCs的臨床應用。
轉移是癌癥最致命的特征。盡管在過去的幾個世紀里癌癥診斷和治療取得了重大進展，但轉移仍然是改善癌癥患者臨床結果的主要障礙。然而，在過去的200年里，我們見證了在揭示轉移發展的基本概念和創造促進癌癥轉移研究的新技術方面取得的重大進展。
各種CTCs檢測技術應運而生，但這些技術的靈敏度和特異性還有待進一步提高。基于上皮標志物的CTC檢測技術，如CellSearch系統，開創了CTC分析和臨床應用的新紀元，但其不足之處正迅速為研究者所認識和重視。EMT是轉移性癌細胞的重要特征，表明基于上皮標志物的CTC檢測技術捕獲效率不足。
缺乏對CTCs的全面表征。CTC的基因組DNA、RNA和蛋白質含量有限，是研究其基因組、轉錄組、表觀基因組和蛋白質組特性的瓶頸。盡管如此，CTC的新興基因組和轉錄組研究最近得益于快速發展的單細胞測序技術，而CTC的蛋白質組研究由于在單細胞水平上探索蛋白質組的技術非常有限，仍然難以捉摸。
就實體腫瘤微環境而言，CTCs周圍的血液微環境對腫瘤的生存和侵襲能力也有重要影響。然而，對于CTC存活背后的潛在機制的了解仍然有限，因為這是一個復雜的過程，不僅涉及剪切力和流體力學，還涉及可溶性因子和腫瘤相關的細胞外小泡。
雖然CTC已顯示出初步的臨床應用前景，但在CTC分析能夠廣泛應用于臨床之前，仍有許多挑戰需要克服。目前，CTC的臨床應用主要依賴于CTC細胞計數和分子表型的分析。基于CTCs的基因組、轉錄組和蛋白質組進行更全面的高通量測序將進一步有利于臨床應用，但也增加了數據分析的復雜性和難度。
腫瘤轉移的多步驟過程
此外，CTCs、循環腫瘤DNA(CtDNA)和外切體都存在于液體活檢樣本中。為了獲得更準確的診斷，需要探索液體活檢中存在的每種底物的優缺點，以及如何更好地將它們結合到臨床應用中。
在液體活組織檢查方法中，CTC具有巨大的優勢，因為分離的CTC是可行的，它可以優化CTC衍生的外植體或三維有機物培養，用于功能測試或藥物篩選分析。CTC的研究很有吸引力，CTC檢測很可能成為未來癌癥治療的重要組成部分。