「Nature子刊」循環(huán)腫瘤細(xì)胞實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)可能揭開癌癥傳播的秘密，或許可以應(yīng)用于癌癥治療中

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作者：Liz Zee

導(dǎo)讀：當(dāng)腫瘤在器官內(nèi)生長時(shí)，它們會(huì)釋放細(xì)胞進(jìn)入血液。這些細(xì)胞可以轉(zhuǎn)移到其他器官，形成新的腫瘤，稱為轉(zhuǎn)移瘤。麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們現(xiàn)在已經(jīng)研究出了一個(gè)方法，利用這一方法，他們第一次能夠測量小鼠體內(nèi)循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）的生成速率。這一方法還揭示了CTC一旦被釋放到血液中可以存活的時(shí)間，這可以幫助科學(xué)家更多地了解不同類型的癌癥是如何在體內(nèi)擴(kuò)散的。

這項(xiàng)研究的資深作者Scott Manalis，是科赫綜合癌癥研究所（Koch Institute for Integrative Cancer Research）的成員、麻省理工學(xué)院David H. Koch工程學(xué)教授兼生物工程系副主任，他說，“通過在小鼠之間進(jìn)行血液交換，同時(shí)實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)CTC，我們直接測量了CTC進(jìn)入血液循環(huán)的速度以及它們被清除所需要的時(shí)間。”

利用他們的新方法，研究人員能夠研究來自胰腺腫瘤和兩種肺部腫瘤的CTC。

研究生Alex Miller博士和科赫研究所(Koch Institute)的訪問科學(xué)家Bashar Hamza博士，是該論文的主要作者，這篇論文于昨日發(fā)表在《Nature Communications》上，論文名為“Measuring kinetics and metastatic propensity of CTCs by blood exchange between mice”。

循環(huán)腫瘤細(xì)胞在患者中很少見：一毫升血液可能含有1至10個(gè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞。近年來，研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出了捕捉這些難以捉摸的細(xì)胞的策略，這些細(xì)胞可以提供大量有關(guān)患者腫瘤的信息，甚至幫助醫(yī)生追蹤腫瘤對治療的反應(yīng)。

“循環(huán)腫瘤細(xì)胞很值得研究，因?yàn)槟憧梢詮难褐刑崛∷鼈儯鼈兲峁┝艘粋€(gè)觀察腫瘤的‘窗戶’。這比腫瘤活檢要簡單得多?！盡analis說。

Manalis說，小鼠只有1毫升多一點(diǎn)的血液，因此更難找到CTC。在小鼠身上研究CTC，這可以幫助研究人員回答許多懸而未決的問題，比如腫瘤脫落CTC的速度有多快，CTC在循環(huán)中可以存活多久，以及CTC如何有效地產(chǎn)生新的腫瘤。

為了回答這些問題，Manalis和他的學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，從荷瘤小鼠身上抽取血液，并將其注入健康小鼠體內(nèi)。健康小鼠的血液通過另一根管子流回荷瘤小鼠體內(nèi)。該系統(tǒng)包括兩個(gè)細(xì)胞計(jì)數(shù)器（每只小鼠一個(gè)），用于檢測和清除血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞。

利用這種系統(tǒng)，研究人員可以在不到一小時(shí)的時(shí)間內(nèi)分析每只小鼠的血液。在確定荷瘤小鼠和健康小鼠血液中CTC的濃度后，他們可以計(jì)算荷瘤小鼠產(chǎn)生CTC的速率。他們還可以計(jì)算細(xì)胞的半衰期，即細(xì)胞在被身體清除之前在血液中存活的時(shí)間。

研究人員與科赫研究所Jacks實(shí)驗(yàn)室的成員合作，利用該系統(tǒng)研究患有三種不同類型腫瘤的小鼠：胰腺癌、小細(xì)胞肺癌和非小細(xì)胞肺癌。

他們發(fā)現(xiàn)，三種腫瘤的CTC半衰期很相似，從40秒到250秒不等。然而，在不同腫瘤類型之間，CTC的產(chǎn)生速率有很大的變化。具有侵襲性的轉(zhuǎn)移性肺部小細(xì)胞腫瘤每小時(shí)可脫落超過10萬個(gè)CTC，而肺部非小細(xì)胞腫瘤和胰腺腫瘤每小時(shí)僅脫落60個(gè)CTC。

先前那些依賴于從實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞系中注射腫瘤細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞在血液中的半衰期只有幾秒鐘，但Manalis實(shí)驗(yàn)室的新結(jié)果表明，內(nèi)源性CTC實(shí)際上存在的時(shí)間比這長得多。

研究人員還表明，接受CTC的健康小鼠后來出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移，即使只交換了幾千個(gè)CTC。他們發(fā)現(xiàn)，肺部小細(xì)胞腫瘤的CTC在健康小鼠的肝臟中形成的轉(zhuǎn)移，就像最初荷瘤小鼠體內(nèi)形成的轉(zhuǎn)移一樣。

Hamza說：“我們意識(shí)到，我們注射到健康小鼠體內(nèi)的這些CTC開始生長并產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，幾個(gè)月后我們就可以檢測到這些轉(zhuǎn)移。這個(gè)觀察很令人興奮，因?yàn)樗?yàn)證了我們的血液交換法也可以溫和地用于在原始的血液環(huán)境中注入一個(gè)可存活的CTC樣本，而無需苛刻的體外技術(shù)輔助?！?br>
利用這一方法，研究人員現(xiàn)在希望能夠研究不同的藥物治療是如何影響CTC水平的。Miller說：“有了這個(gè)血液交換法，我們可以實(shí)時(shí)觀察CTC的濃度，這樣我們就可以進(jìn)行藥物治療，并觀察藥物是如何影響半衰期和產(chǎn)生速率的?！?br>
研究人員還需要進(jìn)一步的研究來驗(yàn)證血液交換發(fā)在其他癌癥類型中的應(yīng)用。他們還計(jì)劃利用這一方法，研究其他類型的癌癥，包括白血病和淋巴瘤等血癌。該方法還可以用于研究其他類型細(xì)胞的循環(huán)動(dòng)力學(xué)，包括免疫細(xì)胞，如中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25917-5

注：本文旨在介紹醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導(dǎo)，請至正規(guī)醫(yī)院就診。

「Nature子刊」循環(huán)腫瘤細(xì)胞實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)可能揭開癌癥傳播的秘密，或許可以應(yīng)用于癌癥治療中

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