指南与共识丨《循环肿瘤细胞临床应用与实验室检测专家共识》

栏目:行业资讯 发布时间:2021-12-31 作者: 莱尔生物 浏览量: 229
中华医学会检验医学分会分子诊断学组近日发布的《循环肿瘤细胞临床应用与实验室检测专家共识》(中华检验医学杂志.2021年11月第44卷第11期),标志循环肿瘤细胞(CTC)检测进入临床普及阶段,同时也有了系统规范的行业专家指导共识。


一、循环肿瘤细胞(CTC)是什么


       循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTC)是指从肿瘤病灶(原发灶或转移灶)脱落并进入外周血液循环的肿瘤细胞,在肿瘤转移过程中发挥重要的作用。CTC 检测是推动肿瘤精准诊疗的液体 活检新技术,与侵入式组织活检相比,CTC 检测具 有样本易获取、可提供动态监测信息的优点;与另一液体活检标志物循环肿瘤核酸(circulating tumor DNA,ctDNA)相比,CTC 为完整肿瘤细胞,携带有 肿瘤细胞的多组学信息(基因组、转录组、蛋白组、 代谢组等),且利用活细胞 CTC 可实现体外肿瘤细 胞形态和功能的分析。CTC计数、分子分型及下游分析在肿瘤疗效评价、预后评估与辅助治疗决策中有广阔的应用前景。



二、CTC的临床应用及前景


       1869 年病理学家John Ashworth 首次在转移性癌症患者血液中发现与原发肿瘤相似的肿瘤细胞,并提出循环肿瘤细胞的概念。随着生物医学技术的发展,CTC检测技术发展迅速,其在肿瘤临床诊疗中的应用价值也越来越受关注。CTC检测的内涵不断丰富,针对CTC数量、分子分型、下游应用及单细胞特征的分析,在肿瘤精准诊疗中的应用受到越来越多关注。


01、CTC计数的临床应用


       大量临床研究表明CTC计数在多种肿瘤的疗效评价和预后评估中有重要价值。


       例如,与基线CTC<5个/7.5 ml全血的转移性乳腺癌患者相比,CTC≥5个/7.5 ml全血的患者在内分泌治疗和化疗后中位无进展生存期[progression‑free survival(PFS):7.0个月比2.7个月]和总生存期[overall survival(OS):18.0个月比10.1个月]较短。


       一项针对6825例乳腺癌患者的荟萃分析表明,CTC计数对早期乳腺癌[PFS:HR=2.86(95% CI:2.19~3.75);OS:HR=2.78(95% CI:2.22~3.48)]和转移性乳腺癌(PFS:HR=1.78,95% CI:1.52~2.09;OS:HR=2.33,95% CI:2.09~2.60)均有良好的预后价值。


       联合基线/治疗后CTC数量和其他临床病理指标可提高乳腺癌预后预测的准确性。CTC计数对前列腺癌、结直肠癌、肝癌等肿瘤的疗效评价和预后价值也在多中心临床研究中得到证实。此外,CTC数量的动态变化在提示疾病进展和治疗效果方面有重要价值。


       研究表明,肝移植术前CTC阴性、术后CTC升高的肝癌患者与术前CTC阳性、术后CTC阴性的患者相比复发风险较高(49.2% 比22.1%)。


       在转移性前列腺癌的前瞻性、随机、多中心临床Ⅲ期研究(n=6081)中发现,基线CTC≥1个/7.5 ml全血、治疗13 周后CTC<1个/7.5 ml 全血)与前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)反应率(PSA下降30%、50%和70%)比较,具有更准确的疗效评价能力;而“CTC进展”(基线CTC<5个/7.5 ml 全血、治疗后CTC≥5个/7.5 ml 全血)患者较未发生CTC进展的患者中位OS明显缩短(15.1个月比27.1个月,HR=3.4,P<0.001)。


       美国食品药品监督管理局已批准CTC计数用于转移性乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌的预后评估,其提示不良预后的CTC预测值分别为5、5、3个/7.5 ml全血。


       多项肿瘤诊疗指南和专家共识也纳入了CTC在肿瘤疗效评价和预后评估中的应用,包括中国临床肿瘤学会(CSCO)乳腺癌诊疗指南(2019年版)、原发性肝癌诊疗规范(2019年版)、肝细胞癌生物标志物检测及应用专家共识、循环肿瘤细胞检测在结直肠癌中的应用专家共识(2018)、液体活检在临床肿瘤诊疗应用和医学检验实践中的专家共识等。


        值得注意的是,由于CTC检测方法众多,实际应用时应结合具体肿瘤类型和所选检测方法确定合适的疗效评价和预后评估阈值。


       此外,美国癌症联合委员会在AJCC肿瘤分期手册(2010‑v7版和2018‑v8版)中新增了以CTC为依据的cM0(i+)分期,提示CTC在肿瘤转移和分期中的重要作用。cM0(i+)分期定义为临床未出现转移症状和影像学转移证据的M0期(cM0)患者在外周血中检出CTC、或在骨髓、淋巴结中检出肿瘤细胞。


       研究表明CTC数量与乳腺癌、前列腺癌、肺癌等肿瘤的临床病理特征显著相关(如肿瘤大小、分期、转移等),基线CTC数量升高提示较差的肿瘤临床病理特征。CTC数量检测可辅助肺部良恶性结节的鉴别诊断,且可作为术前评估肺腺癌侵袭性的独立因素,从而指导手术方式的选择。


       同时,联合CTC计数和影像学特征、病理学评分或血清学肿瘤标志物有助于提高肿瘤转移诊断的准确性。但相比于转移性肿瘤患者,早期肿瘤患者中CTC的检出率较低,因此CTC计数直接用于肿瘤早期诊断的敏感度较低。


 共识1 


       CTC 计数可用于乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、肝癌等实体肿瘤的疗效评价和预后评估,应结合具体肿瘤类型和CTC检测方法选择合适的判断阈值;追踪手术前后或综合治疗过程中CTC的动态变化可为肿瘤疗效评价和预后评估提供实时监测信息。


 共识2 


       CTC计数可提示肿瘤转移风险和辅助肿瘤分期,联合CTC计数和影像学、病理学、血清 学特征参数有助于更准确地评估肿瘤状态和疾病进展;不建议单独以 CTC 计数作为肿瘤早期筛查和诊断的工具。


02、CTC分子分型的临床应用


●     疗效预测标志物分型:前瞻性、多中心临床研究表明 CTC‑雄激素受体变异体7(androgen receptor variant 7,ARV7)阳性与转移性去势抵抗前列腺癌 (metastatic castration resistant prostate cancer,mCRPC)新型内分泌治疗(阿比特龙/恩杂鲁胺)耐药有关,基线 CTC‑ARV7阳性与 mCRPC新型内分泌治疗后更短的PFS及OS独立相关;CTC‑ARV7阳性患者更易从紫杉烷化疗中获益,而CTC‑ARV7阴性患者接受新型内分泌治疗的生存期优于接受紫衫烷化疗(中位 OS:19.8个月比12.8个月)。因此,美国国家综合癌症网络(national comprehensive cancer network,NCCN)前列腺癌指南(2019‑v2版)推荐CTC‑ARV7检测用于辅助mCRPC新型内分泌治疗方案的选择。


●   上皮‑间质转化分型:上皮‑间质转化(epithelial‑mesenchymal transition,EMT)是肿瘤细 胞获得侵袭和转移能力的关键生物学过程,EMT在 CTC 的产生、释放和转移灶的形成中发挥重要作用。


        CTC上皮标志物表达在 EMT 过程中会发生下调、甚至消失,根据 EMT标志物的表达可将 CTC分 为上皮型[表达E钙黏着蛋白、上皮细胞黏附分子 (epithelial cell adhesion molecule,EpCAM)、细胞角蛋白(cytokeratin,CK)等]、间质型CTC(表达N钙黏 着蛋白、波形蛋白、snail蛋白等)、混合型CTC(同时 表达上皮和间质标志物)。


●     功能特性分型:肿瘤细胞具有无限增殖和能 量代谢异常等生物学特点,依据肿瘤细胞区别于正常细胞的功能特性进行CTC分型有助于鉴定CTC的生物学活性和转归,从而为肿瘤的病情评估和病 程监测提供更丰富的信息。肿瘤干细胞与肿瘤进展密切相关,通过肿瘤干性标志物可筛选恶性程度高的CTC亚型。最近有研究表明高表达肿瘤干性标志物八聚体结合转录因子(octamer‑binding transcription factor 4,OCT4)的CTC亚型在肌层浸润 型膀胱癌中的阳性率显著高于非肌层浸润型膀胱 癌(65.2% 比 32.1%)。约 75% 肺癌患者可检出 OCT4阳性CTC,高表达OCT4的CTC亚型更易出现 在晚期和转移性肺癌患者。其他肿瘤干性标志 物如 CD133、CD44 阳性的 CTC 亚型也被发现与乳腺癌、肝癌等肿瘤的转移风险、化疗耐药和不良预 后密切相关。


 共识3


       CTC分子分型可为全面评估肿瘤状态和肿瘤精准诊疗提供重要的实时信息;基于治疗靶 标的CTC分型分析有助于提示药物疗效从而指导 治疗决策,如ARV7(前列腺癌内分泌治疗)、HER‑2/EGFR/KRAS(靶向用药)、PD‑L1(免疫治 疗)等。


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       CTC‑EMT分型的临床应用价值在多种肿瘤类型研究中得到证实,结合CTC计数和EMT分型及其动态变化可辅助肿瘤分期、复发风险评估及预后预测;针对肿瘤细胞干性和代谢特征的 CTC功能分型有助于反映CTC的生物学转归 和疾病的发展,是未来泛癌种CTC分子分型发展的前沿方向。


03、CTC存在形式分析的临床应用


       CTC可能以单个细胞、CTC簇、CTC与其他血液成分聚集成团等形式存在于血液循环中。由于富集过程中细胞团被破坏或CTC抗原表位被隐藏,大多数CTC富集设备可能难以检出CTC细胞团。研究表明,尽管这些以细胞团形式存在的CTC亚型相对少见,但其转移潜能远大于单个CTC(20~50倍)。


       CTC与白细胞、血小板、巨噬细胞等聚集成团对调节血液微环境、建立新的转移灶有重要意义,例如中性粒细胞可通过细胞间黏附分子‑1与CTC结合,增强CTC对自然杀伤细胞的免疫杀伤抵抗,从而促进CTC的免疫逃逸;血小板与CTC结合有助于CTC抵抗物理剪切和免疫杀伤,并且血小板可释放可溶性介质诱导CTC对内皮细胞的黏附和向组织内迁移,进而促进肿瘤转移。


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       CTC有多种存在形式,包括单个细胞、CTC 簇或CTC与其他血液成分(白细胞、血小板、 巨噬细胞等)聚集成团,CTC细胞团检出率的提高 有赖于检测方法的进一步优化;分析 CTC 的存在 形式有助于揭示CTC与循环中血细胞、免疫细胞的相互作用,阐明CTC免疫逃逸和转移播散的机制,是CTC检测领域重要的探索方向。


04、CTC下游分析的临床应用


        CTC携带肿瘤细胞的丰富分子信息,CTC下游分析(CTC体外培养、单细胞测序等)具有广阔的应用前景。近年来已有文献报道成功建立乳腺癌、结直肠癌、肺癌的CTC细胞系。CTC体外培养可扩增血液中稀有肿瘤细胞的数量,通过PCR等技术分析CTC细胞系中肿瘤驱动基因和药物靶点基因的表达,可为肿瘤发生机制研究和临床用药提供指导信息。此外,利用CTC细胞系构建人源肿瘤异种移植模型进行转移靶器官预测和药敏实验对揭示肿瘤转移机制和耐药机制具有重要意义,有助于推动肿瘤个体化治疗的发展。


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       CTC体外培养、单细胞测序等下游分析是 CTC检测领域的前沿方向,也是精准医学时 代CTC临床应用的重要趋势;未来CTC检测技术的进步应着重突破 CTC 单细胞测序的瓶颈问题,探索单细胞CTC高保真核酸扩增及文库构建等创新技术,以促进CTC单细胞分析的发展和应用。



三、CTC实验室检测技术与质量管理


       CTC具有数量稀少[血液中CTC与有核细胞数 量比值为 1∶(105~107 )]、半衰期短(1~2.4 h)、存在多种亚型等特点,为CTC实验室检测带来了挑战。准确可靠的CTC检测结果需要系统性、标准化的质量管理体系来保障。本部分主要讨论CTC检测技术(分离与富集技术、鉴定与分析技术)的原理、特点及质量管理。


●   CTC分离与富集


       CTC检测的一般策略包括CTC分离与富集、鉴定及下游分析。CTC分离与富集是指将CTC与血细胞和其他血液成分有效分离的过程。文献报道及目前国内检测公司提供的技术平台很多,根据其技术原理主要分为依赖特定标志物的生物分选法和不依赖特定标志物的物理分离法两大类。


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       不同CTC分离与富集技术各有优缺点,实验室应结合应用目的和后续鉴定与分析的要求选择合适的方法;实验室应在充分评估所选方法的检测效能的基础上开展CTC分离与富集。


●  CTC鉴定与分析


       CTC 鉴定是指通过分子生物学手段对富集的 CTC进行特异性识别和判读,CTC分析则是进一步解析 CTC 的形态、功能、分子表达等特征。富集分离后可利用蛋白质、RNA、DNA表达差异以及肿瘤细胞功能差异对CTC进行鉴定与分析。


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       CTC鉴定与分析技术的选择应综合考虑上游分离富集技术的特点和下游应用的目的,根据肿瘤类型选择合适的标志物可提高CTC检测的 准确性,结合细胞功能特征分析可丰富CTC 检测 的层次以适应临床诊疗的多种需求;实验室应在充分评估所选方法分析性能的基础上进行CTC鉴定与分析。


01、实验室检测管理的质量管理


       良好的质量控制(质控)是保障检测结果准确可靠的基础。CTC检测和分析具有重要的临床价值,如何完善CTC检测质控以确保CTC检测结果准确性是重大挑战。因此,亟需推进检测流程标准化、建立严格的质量管理体系,以规范CTC检测的临床应用与结果解读。


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       实验室开展CTC检测前应对所选分析系统进行性能验证,属于实验室自建方法的分析系统还应根据相关要求进行其他参数的性能确认;应 注意所选CTC分析系统的适用范围,跨癌种应用 时应考虑到不同起源、不同病理类型肿瘤细胞的理化性质不尽相同,须进行充分的性能验证和临床观 察研究。


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       严格的质量管理是保证CTC检测结果准确、可靠的关键。实验室应针对 CTC 检测的各个关键环节,建立完善的质量管理体系以规范分析前、分析中及分析后的操作流程,并做好检测结果解读与临床沟通工作,以保障CTC临床应用的 有效性及实用性。


       CTC 具有随血液循环播散至远处器官形成转移灶的潜力,在反映原发肿瘤特征和转移性疾病的发生发展方面有重要意义。


       CTC由多种细胞亚型组成,稀有性和异质性是CTC检测技术的挑战。标准化、准确、可靠是CTC检测技术的基本要求。


       实验室应根据实际需求选择合适的检测技术,充分验证性能、建立标准检测流程、健全质量管理细节、提高 CTC检测报告规范性,不断推进CTC的临床应用与发展。