BioMarkHD平台应用于CTC单细胞分析

按：一种可以从癌症病人全血中分离表面抗原EpCAM阴性或阳性的循环肿瘤细胞（CTC）的装置（CTC-iChip）最近被开发出来，结合Fluidigm Corporation 的BioMarK HD 平台，可以对CTC进行单细胞水平的分析，有力的推进了CTC分析在癌症临床检测及监测中的应用。

人们通常希望先听到好消息，以帮助应对紧接而来不可避免的坏消息。然而，根据Ozkumur及同事的最新研究，病人很快就可以同时得到阳性及阴性结果。他们开发了一种多步骤的微流控装置，可以分离表面抗原EpCAM（epithelial cell adhesion molecule,上皮细胞粘附分子）阳性或阴性的稀有CTCs（circulating tumor cells，循环肿瘤细胞）。

长期以来，血液中发现的EpCAM⁺细胞定义了典型的CTC。人们已经开发了许多分离技术来计数肿瘤病人血液中的EpCAM⁺ CTCs；然而，对低EpCAM表达的癌症来说，这些细胞并非总是可以检测到，例如三阴性乳腺癌或黑色素瘤。Ozkumur等设计了一种叫做“CTC-iChip”的自动化平台，通过一系列减瘤、惯性聚焦和磁性分离步骤，可以从临床样本中同时捕获EpCAM⁺和EpCAM^-的癌症细胞。分离到的CTCs然后可以通过标准的临床方法，如免疫细胞化学进行分析。作者使用源自前列腺癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌及结直肠癌病人的全血测试了该装置的“阳性模式”。成功分离到EpCAM⁺ CTCs后，他们确认了这些细胞是有活性的，且有高质量的RNA可用于分子分析，在一个例子中他们检测了肺癌中的EML4-ALK基因融合。使用该装置的“阴性模式”，作者成功从转移性乳腺癌、胰腺癌及黑色素瘤病人捕获到了EpCAM^- CTCs。和来自于病人的原代肿瘤组织相比，这些分离到的CTCs有着相似的外形，说明该微流控装置可以用于临床诊断并同时提供阳性及阴性信息。

Ozkumur等也证明使用iChip分离的CTCs也可以在单细胞水平进行分析。作为一个例子，从一位前列腺癌病人分离到的15个CTCs揭示了间充质及干细胞标志物，以及典型的前列腺癌相关抗原在表达水平上的显著异质性（使用Fluidigm BioMark HD平台）。这种CTC-iChip可以处理大量病人血液来同时获得EpCAM⁺及EpCAM^- CTCs，进而可以更好的揭示病人个体的癌症状态，也使得该装置可以适用于更多的癌症类型。拥有可以进一步分析CTCs分子特征的能力，这种CTC-iChip是对临床中现有诊断工具的一种非常有前景的添加。

图：BioMark HD 平台在单细胞水平揭示了从前列腺癌病人血液分离到的15个CTC在基因表达上异质性。 （A）使用CTC-iChip分离CTC；（B）15个CTC的成像；（C）使用BioMark HD 平台对15个CTC进行43个基因表达水平分析的结果热图；（D）对15个CTC根据基因表达情况的统计结果。

参考文献

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.