[发明专利]稀有细胞捕获系统及其应用

说明书

本发明涉及生物与病理体液检测，尤其涉及一种从生物体液样本中分离稀有组分的系统及其应用，进一步涉及一种从全血细胞群体中分离稀有细胞的系统及其应用，特别涉及一种大容量、在线式、低溶血性从血液中收集循环肿瘤细胞的系统及其应用。

技术领域

本发明涉及生物与病理体液检测，尤其涉及一种从生物体液样本中分离稀有组分的系统及其应用，进一步涉及一种从全血细胞群体中分离稀有细胞的系统及其应用，特别涉及一种大容量、在线式、低溶血性从血液中收集循环肿瘤细胞的系统及其应用。

背景技术

稀有细胞是指生物体液样本(包括血液、胸水、腹水、尿液、脑脊液等)中的一些非典型细胞。研究表明，对稀有细胞的收集及利用其完成NGS分析，对找到疾病潜在治疗机理、病理机制及靶向药物开发具有重要指导意义。目前血液中稀有细胞检测研究方法主要有流式分选技术、形态分离方法、密度梯度离心法、膜过滤法和免疫磁性分离技术，如BDFACSAris可以实现细胞高速分选，但流式分选的瞬时激光将损伤所分选细胞，分选活性后细胞活性受损。循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTCs)是指进入人体外周血的肿瘤细胞。虽然肿瘤患者外周血中CTCs数目极少，一般约10⁷数量级血细胞中的CTCs仅为个位数(2-10个/ml)，但是CTCs是一种极重要的液体活检、一种判断预后及治疗间期随访的工具。由于循环肿瘤细胞数量极其稀少，对其检测的精准性和特异性要求颇高，而对其进一步的分析就更加困难，因此急需发展能够高效、大通量、快速的循环肿瘤细胞从血液样本中分离出来的便携方法与工具。

人外周血中的循环肿瘤细胞是肿瘤病灶播散进入外周血循环的肿瘤细胞(CTCs)或细胞团(CTM)，幸存的CTCs或CTM离开血液循环进入到继发脏器的局部微环境，在各类生长因子的作用下增殖生长并最终可形成转移灶。循环肿瘤细胞是肿瘤血道转移灶的重要来源，而远处转移是导致肿瘤治疗失败、复发及死亡的直接原因之一，然而，只要早期发现和干预将可能大幅降低复发及转移率，因此从血液中检测循环肿瘤细胞越来越引起人们的重视；通过对CTCs的捕获及分析，可以辅助临床医生进行肿瘤转移复发预测以及早期预警，进行患者总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)的评估、临床放化疗的疗效监测等，进而具有指导个体化医疗、改善肿瘤患者的生存状态的重要临床意义。

如何更高效和准确的运用循环肿瘤细胞负荷作为潜在预测指标来指导实体瘤患者的病程分期和复发监控，甚至通过CTCs培养获得对化疗药物敏感性信息，已成为癌症研究中一个热门及重要的课题。

但是，要想实现临床诊断或者对CTC进行实验室分析的前提是能够获取足够的CTC细胞。由于CTCs在外周血中每10⁶～10⁷个单核细胞仅含有1个CTCs，因此对CTCs检测技术的灵敏度和特异度均提出了极高要求。目前各种CTCs的检测方案主要包括CTCs分离和富集系统，以及CTCs检测和鉴定系统。

其中CellSearch^TM系统是最具代表性的CTCs分离收集系统，已被美国FDA批准应用于检测转移性乳腺癌循环肿瘤细胞的检测，CellSearch^TM系统运用标记有针对EpCAM抗体的磁性颗粒进行血液中循环肿瘤细胞的捕获，但该系统仅对抽取的10ml血液进行检测，相对于全身循环血液，更多潜在的循环肿瘤细胞没有被检测，存在样本的选择性偏移，且该方法检测的样本已在体外静置数小时，细胞处于低氧甚至缺氧状态，此时捕获的循环肿瘤细胞已丧失活性，难以进行信号通路与功能性等分析，无法对其进行体外培养、单细胞测序等工作。

近年来通过将微流控芯片技术与抗体捕获相结合发展出了一系列的循环肿瘤细胞芯片捕获技术。微流控细胞免疫芯片的方法是通过微流控装置(micro-fluid device)检测CTCs，该检测方法具有极高的特异性、敏感性、可重复性等特点，捕获的CTCs具有细胞活性，可分离，并用于细胞培养和其他各种下游技术研究，是CTCs临床应用价值研究的一种全新高效的方法。但是普通微流控细胞免疫芯片每次检测的血样体积较小，仍然存在样本的选择性偏移等缺陷。