在麻省总医院医学工程中心(MGH-CEM)开发的一种新的血液稳定方法，显着延长了血液样本的寿命，用于微流体分选和转录组分析稀有循环肿瘤细胞(CTC)，携带的活癌细胞血液。这项工作克服了用于精确肿瘤学和其他应用的液体活检技术翻译的重大障碍，最近发表在Nature Communications上。

唯一获得FDA批准的用于CTC检测的血液稳定化方法是化学固定，其杀死细胞并严重降解敏感的生物分子，尤其是RNA。“化学修复细胞的目的是以临床上有意义的方式使用它们，”MGH-CEM的主要作者Keith Wong博士说。“我们需要能够研究肿瘤细胞的转录组，以了解，例如，肿瘤是否正在开启或关闭某些分子途径以响应治疗。更好的是，我们希望培养这些细胞用于个性化药物测试，为此，我们需要活细胞。“

当从新鲜的未加工的血液中分离这些极其脆弱和稀有的细胞时，时机就是一切。即使血液样本质量的微小变化 - 例如红细胞的分解，白细胞活化或凝块形成 - 也极大地影响细胞分选机制和分离用于癌症检测的生物分子的质量。根据已发表的研究，样本中CTC总数和高质量RNA数量的重要因素在采样后的前四到五小时内减少了约50%。

Wong解释说：“在Mass.General，我们很幸运能够与临床团队融为一体，我们可以在实验室中通常在一两个小时内抽取血液标本。但为了使这些液体活检技术成为世界其他地区的常规实验室测试，我们需要使血液存活的时间长于数小时，因为这些检测方法最好在中心实验室进行，原因在于成本效益和可重复性。“

MGH团队采取了一种全面的方法，旨在以最少的改变来保护其原生状态的血液。共同主要作者，MGH-CEM的Shannon Tessier博士说：“我们希望通过使用低温来尽可能减慢生物钟的速度，但这并不像听起来那么简单。低温是减少新陈代谢的有力手段，但同时会产生许多不必要的副作用。在某些方面，这些挑战与我们在器官保存方面所面临的挑战相似，我们必须针对非常复杂的细胞组合优化策略。“

为了实现这些目标，该团队首先系统地分析了最佳保存全血不同细胞类型活力的储存条件。事实证明，最大的挑战是血小板激活。Wong解释说，“我们正在很好地保存血液，包括血小板的凝血功能。但不幸的是，冷却导致血小板的深度活化。现在我们需要针对血小板的有针对性的方法，因此它们不会在微流体血液分选装置中形成令人讨厌的凝块。“

该团队随后分析了各种抗血小板药物，发现经常用于心血管医学的糖蛋白IIb / IIIa抑制剂在对抗冷却诱导的血小板聚集方面非常有效。该团队报告说，使用这些策略 - 除了短暂的离子螯合处理，从白细胞中去除活化的粘性血小板 - 使得保存三天的全血可以像新鲜抽取一样进行处理，具有非常高的纯度和虚拟没有CTC数量的损失。

Tessier说：“这里的关键成就是分离的肿瘤细胞含有高质量的RNA，适用于要求严格的分子检测，如单细胞qPCR，液滴数字PCR和RNA测序。”

使用来自10名患有转移性前列腺癌的患者的血液样本，该团队比较了保存血液与来自相同患者的配对新鲜样品的CTC分析。总体而言，在检测新鲜和保存样品之间的12种癌症特异性基因转录物方面有92%的一致性，并且在检测称为AR-V7的转录物方面有100%的一致性。最近发表的研究报告说，前列腺癌CTC中AR-V7 mRNA的存在预示着对雄激素受体抑制剂的抗性，这表明化疗可能是这类患者更好的选择。

“能够保存血液数天并且能够获得这种临床相关生物标志物的能力是非常了不起的，”共同作者，MGH癌症中心医学博士David Miyamoto说。“这对于临床医生来说非常令人兴奋，因为AR-V7 mRNA只能用CTC检测，而不能用循环肿瘤DNA检测或其他无细胞检测。”

该团队强调了这种稳定方法的普遍性，指出其与高要求的微流体CTC-iChip设备的兼容性，该设备通过快速去除血细胞来分离肿瘤细胞，这意味着这项工作的潜在影响超出了癌症检测范围。Wong说：“在免疫疗法，干细胞移植和再生医学方面取得了令人兴奋的突破 - 其中外周血通常是功能测定或体外扩增的细胞来源 - 保存活细胞的能力将大大减轻后勤时间并减少复杂细胞分析的成本。“