首次测量扩散癌细胞生成速率！肺小细胞癌1小时脱落10万个循环肿瘤细胞

当肿瘤在器官内生长时，它们会释放进入血液的细胞，这些细胞会移动到其他器官，形成新的肿瘤，称为转移瘤。

针对这种情况，现在，麻省理工学院（MIT）的工程师们开发出一种新技术，第一次测量小鼠体内循环肿瘤细胞（CTC）的生成速率。他们的方法还揭示了CTC一旦被释放到血液中可以存活多久，从而帮助科学家更多地了解不同类型的癌症是如何在体内扩散的。

“通过在小鼠之间进行血液交换，同时实时计数CTC，我们获得了CTC进入循环的速度以及它们被清除需要多长时间的直接测量。”生物工程和机械工程系大卫·H·科赫工程学教授、科赫综合癌症研究所成员、该研究的资深作者斯科特·马纳利斯说。

循环肿瘤细胞在病人中很少见：1毫升血液中可能含有1到10个循环肿瘤细胞。近年来，研究人员设计了捕捉这些难以捉摸的细胞的策略，这些细胞可以获得大量关于病人肿瘤的信息，甚至帮助医生追踪肿瘤对治疗的反应。

在小鼠身上，CTC更难找到，因为小鼠只有1毫升多一点的血液。在小鼠身上研究CTC可以帮助研究人员回答许多悬而未决的问题，比如这些细胞被肿瘤脱落的速度有多快，它们在循环中存活多久，以及如何有效地培育新肿瘤。 

为了回答这些问题，研究人员设计了一个系统，可以让从有肿瘤的小鼠身上抽取血液，并将其注入健康的老鼠体内。健康小鼠的血液通过另一根管子流回携带肿瘤的小鼠体内。该系统包括两个细胞计数器(每只小鼠一个)，可以检测并清除血液中的循环肿瘤细胞。

使用这种装置，研究人员可以在不到1小时的时间内分析每只小鼠的所有血液。在确定有肿瘤小鼠和健康小鼠血液中CTC的浓度后，可以计算荷瘤小鼠产生CTC的速率，还可以计算细胞的半衰期，即细胞在被身体清除之前在血液中存活的时间。

研究人员与科赫研究所杰克实验室的成员合作，使用该系统研究患有3种不同类型肿瘤的小鼠:胰腺癌、小细胞肺癌和非小细胞肺癌。

他们发现，3种肿瘤之间的CTC半衰期相当相似，从40秒到250秒不等。然而，在不同肿瘤类型之间，生成率表现出更大的变异性。已知具有侵略性转移的小细胞肺肿瘤每小时可脱落超过10万个CTC，而非小细胞肺肿瘤和胰腺肿瘤每小时仅脱落60个CTC。

研究人员还表明，接受CTC的健康小鼠后来出现了转移，即使只交换了几千个CTC。他们发现来自小细胞肺肿瘤的CTC在受体健康小鼠的肝脏中形成转移，就像在肿瘤最初形成的小鼠中一样。 

研究人员还计划使用该系统研究其他类型的癌症，包括血癌，如白血病和淋巴瘤。该技术还可以用于研究其他类型细胞的循环动力学，包括免疫细胞，如中性粒细胞和自然杀伤细胞。

新研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

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