新技術實現高通量且無污染的CTC分析

　　Hydro-Seq是一種高效捕獲細胞的scRNA-seq技術平臺，能夠實現高通量的CTC分析。它能夠將癌細胞與血細胞清晰分離，對癌細胞進行全面的遺傳分析，并捕獲患者體內癌細胞中的變異。從患者的血液樣本中精確分離癌細胞，這一直是液體活檢領域的挑戰。密歇根大學的研究人員近日開發出一種Hydro-Seq技術，能夠實現高通量且無污染的CTC分析。循環腫瘤細胞（CTC）的發現，讓人們對癌癥的診斷和治療充滿了新的希望。不過，從患者的血液樣本中精確分離癌細胞，這一直是液體活檢領域的挑戰。密歇根大學的研究人員近日開發出一種Hydro-Seq技術，能夠實現高通量且無污染的CTC分析。

　　這篇題為“Hydro-Seq enables contamination-free high-throughput single-cell RNA-sequencing for circulating tumor cells”的論文于本周發表在《Nature Communications》雜志上。

　　快速發展的單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術幫助人們揭開復雜樣本的細胞異質性。然而，癌癥患者血液中的CTC是那么有限。通常，每10 mL血液中只有不到100個CTC，而紅細胞和白細胞有幾百萬個甚至幾億個。這就給研究人員帶來了難題。

　　密歇根大學電子工程和計算機科學系的Euisik Yoon教授表示：“我們的芯片可以捕獲純的循環腫瘤細胞，然后提取出遺傳信息，而不會受到紅細胞和白細胞的污染。”他也是本文的通訊作者。

　　Hydro-Seq技術一開始是根據細胞大小來分選，以去除血液樣本中的血細胞。這一步之后，每個癌細胞大約伴隨著95個血細胞。盡管這相對原始樣本已是很大的進步，但對遺傳分析而言污染情況還是有點嚴重。Hydro-Seq于是從這些殘留的血細胞下手。

　　它的核心技術是一塊帶有通道和小室的芯片。將液體不斷吸入小室，當癌細胞出現時，小室的一側就會堵住。于是，另一側的閥門開啟，讓血細胞通過。之后通過不斷洗滌將其他的污染細胞都沖走，而只剩下癌細胞。

　　對于分離出的單個癌細胞，研究人員又用帶有條形碼的微珠捕獲了其轉錄組。他們將微珠放入每個小室內，然后關閉小室，裂解細胞。這個過程釋放出RNA，并使其帶上條形碼。之后，他們就可以單獨分析每個細胞的轉錄組。

　　通過這種方法，研究人員從21名乳腺癌患者的血液中收集到666個癌細胞。遺傳分析證實，即使是同一名患者，癌細胞的表現也大相徑庭。此前的研究表明，癌癥轉移是由具有干細胞特征的癌細胞介導的。在這項研究中，他們捕獲到的30-50%的癌細胞表現出類似干細胞的特征。

　　研究人員表示，有些技術是利用細胞表面的蛋白質來捕獲癌細胞，它的純度雖然不錯，但無法捕獲全部的癌細胞，往往會錯過干細胞樣的癌細胞。這類細胞的表型介于兩種典型細胞之間，這就意味著它們不會表現出一致的蛋白標志物。

　　癌癥治療是一個不斷變化的過程，因為藥物會殺死某些細胞，而其他細胞要被迫做出改變。研究人員表示，他們計劃在未來的藥物試驗中使用這種新設備，以追蹤患者的疾病進展情況。