BioMarkHD平臺應用于CTC單細胞分析

按：一種可以從癌癥病人全血中分離表面抗原EpCAM陰性或陽性的循環腫瘤細胞（CTC）的裝置（CTC-iChip）最近被開發出來，結合Fluidigm Corporation 的BioMarK HD 平臺，可以對CTC進行單細胞水平的分析，有力的推進了CTC分析在癌癥臨床檢測及監測中的應用。

人們通常希望先聽到好消息，以幫助應對緊接而來不可避免的壞消息。然而，根據Ozkumur及同事的最新研究，病人很快就可以同時得到陽性及陰性結果。他們開發了一種多步驟的微流控裝置，可以分離表面抗原EpCAM（epithelial cell adhesion molecule,上皮細胞粘附分子）陽性或陰性的稀有CTCs（circulating tumor cells，循環腫瘤細胞）。

長期以來，血液中發現的EpCAM⁺細胞定義了典型的CTC。人們已經開發了許多分離技術來計數腫瘤病人血液中的EpCAM⁺ CTCs；然而，對低EpCAM表達的癌癥來說，這些細胞并非總是可以檢測到，例如三陰性乳腺癌或黑色素瘤。Ozkumur等設計了一種叫做“CTC-iChip”的自動化平臺，通過一系列減瘤、慣性聚焦和磁性分離步驟，可以從臨床樣本中同時捕獲EpCAM⁺和EpCAM^-的癌癥細胞。分離到的CTCs然后可以通過標準的臨床方法，如免疫細胞化學進行分析。作者使用源自前列腺癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌及結直腸癌病人的全血測試了該裝置的“陽性模式”。成功分離到EpCAM⁺ CTCs后，他們確認了這些細胞是有活性的，且有高質量的RNA可用于分子分析，在一個例子中他們檢測了肺癌中的EML4-ALK基因融合。使用該裝置的“陰性模式”，作者成功從轉移性乳腺癌、胰腺癌及黑色素瘤病人捕獲到了EpCAM^- CTCs。和來自于病人的原代腫瘤組織相比，這些分離到的CTCs有著相似的外形，說明該微流控裝置可以用于臨床診斷并同時提供陽性及陰性信息。

Ozkumur等也證明使用iChip分離的CTCs也可以在單細胞水平進行分析。作為一個例子，從一位前列腺癌病人分離到的15個CTCs揭示了間充質及干細胞標志物，以及典型的前列腺癌相關抗原在表達水平上的顯著異質性（使用Fluidigm BioMark HD平臺）。這種CTC-iChip可以處理大量病人血液來同時獲得EpCAM⁺及EpCAM^- CTCs，進而可以更好的揭示病人個體的癌癥狀態，也使得該裝置可以適用于更多的癌癥類型。擁有可以進一步分析CTCs分子特征的能力，這種CTC-iChip是對臨床中現有診斷工具的一種非常有前景的添加。

圖：BioMark HD 平臺在單細胞水平揭示了從前列腺癌病人血液分離到的15個CTC在基因表達上異質性。 （A）使用CTC-iChip分離CTC；（B）15個CTC的成像；（C）使用BioMark HD 平臺對15個CTC進行43個基因表達水平分析的結果熱圖；（D）對15個CTC根據基因表達情況的統計結果。

參考文獻

Inertial Focusing for Tumor Antigen-Dependent and -Independent Sorting of Rare Circulating Tumor Cells. Emre Ozkumur et al. Sci Transl Med 5, 179ra47 (2013); DOI: 10.1126/scitranslmed.3005616.