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癌症的一个线索:捕捉循环状态的肿瘤细胞

据3月31日的《科学 - 转化医学》杂志报道说,改进的微流体细胞捕捉技术可以探测并计数在血液中循环的稀少的肿瘤细胞,这可能会为人们提供一种在肿瘤切除之后对患者的监控方法,并可能最终为肿瘤治疗提供指南。这些发现显示,那些在血中循环的肿瘤细胞尽管数目小,但可能是一种重要的标记物,它能够帮助医生快速地发现肿瘤进展的任何变化,并决定某一特殊的治疗是否有效。当肿瘤患者的先前已被切除的实体肿瘤气势汹汹地重新出现而且扩散至身体的多个部位的时候,这些患者常常会遭到毁灭性的打击。从肿瘤体离散出来的细胞就像是播撒的种子一样,它们的存在以及在血液中的循环有可能使它们长成新的肿瘤,这些都可告诉医生该癌肿可能会扩散到身体的其它部位。如今,在一小群前列腺癌阳性及阴性的人中,Shannon Stott 及其同僚通过将一种成像系统与一个微流体细胞捕捉器进行耦联而探测到了循环状态的肿瘤细胞,并对其进行了计数。

 (图:图片中显示的是几列不同的循环肿瘤细胞)

在系统中循环的肿瘤细胞会表达一种独特的表面蛋白,这使得它们从血液中的其它细胞群中被突显了出来。应用一种可黏附在这种蛋白上的抗体可使微流体装置捕捉到这些癌肿细胞,它们接着被其它的标记抗体染色,使得研究人员可精确定位癌症尚未扩散到身体其它部位的患者系统中的循环状态的肿瘤细胞。在这项研究中,研究人员从前列腺患者体内收集到了循环状态的肿瘤细胞,并在手术前后对这些细胞进行了监控。他们发现,在某些患者体内,循环状态的肿瘤细胞在手术后会快速地消失,而在另外一些患者中,循环状态的肿瘤细胞会在术后的数月中持续存在。人们需要做进一步的研究以确认这些潜藏肿瘤细胞的持续存在或消失对癌症复发是否具有影响;以及这些细胞消失的时间过程是否是早期前列腺癌肿中的扩散能力较强类型的一种标志。

参考文献:Sci Transl Med 31 March 2010: Vol. 2, Issue 25, p. 25ra23 DOI: 10.1126/scitranslmed.3000403

Isolation and Characterization of Circulating Tumor Cells from Patients with Localized and Metastatic Prostate Cancer
Shannon L. Stott1,2,3,*, Richard J. Lee4,5,*, Sunitha Nagrath1,2,3,*, Min Yu4, David T. Miyamoto4,6, Lindsey Ulkus4, Elizabeth J. Inserra4, Matthew Ulman4, Simeon Springer4, Zev Nakamura4, Alessandra L. Moore1, Dina I. Tsukrov1, Maria E. Kempner4, Douglas M. Dahl2,7, Chin-Lee Wu4,8, A. John Iafrate4,8, Matthew R. Smith4,5, Ronald G. Tompkins2,3, Lecia V. Sequist4,5, Mehmet Toner1,2,3, Daniel A. Haber4,5,† and Shyamala Maheswaran3,4


Abstract
Rare circulating tumor cells (CTCs) are present in the blood of patients with metastatic epithelial cancers but have been difficult to measure routinely. We report a quantitative automated imaging system for analysis of prostate CTCs, taking advantage of prostate-specific antigen (PSA), a unique prostate tumor–associated marker. The specificity of PSA staining enabled optimization of criteria for baseline image intensity, morphometric measurements, and integration of multiple signals in a three-dimensional microfluidic device. In a pilot analysis, we detected CTCs in prostate cancer patients with localized disease, before surgical tumor removal in 8 of 19 (42%) patients (range, 38 to 222 CTCs per milliliter). For 6 of the 8 patients with preoperative CTCs, a precipitous postoperative decline (<24 hours) suggests a short half-life for CTCs in the blood circulation. Other patients had persistent CTCs for up to 3 months after prostate removal, suggesting early but transient disseminated tumor deposits. In patients with metastatic prostate cancer, CTCs were detected in 23 of 36 (64%) cases (range, 14 to 5000 CTCs per milliliter). In previously untreated patients followed longitudinally, the numbers of CTCs declined after the initiation of effective therapy. The prostate cancer–specific TMPRSS2-ERG fusion was detectable in RNA extracted from CTCs from 9 of 20 (45%) patients with metastatic disease, and dual staining of captured CTCs for PSA and the cell division marker Ki67 indicated a broad range for the proportion of proliferating cells among CTCs. This method for analysis of CTCs will facilitate the application of noninvasive tumor sampling to direct targeted therapies in advanced prostate cancer and warrants the initiation of long-term clinical studies to test the importance of CTCs in invasive localized disease.

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    摘要
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