[发明专利]一种靶向循环肿瘤细胞CTCs的功能红细胞

说明书

本发明提供了一种靶向循环肿瘤细胞CTCs的功能红细胞，属于红细胞修饰与循环肿瘤细胞捕获技术领域。本发明的功能红细胞的细胞膜上嵌入功能分子，所述功能分子一端为嵌入端，用于嵌入到红细胞膜里面；功能分子另一端为靶向端，靶向端为CTCs靶向抗体或叶酸，能特异性识别和结合CTCs表面生物标记物，功能分子的嵌入端和靶向端通过聚乙二醇(PEG)连接，形成“嵌入端‑PEG‑靶向端”结构的功能分子。本发明的功能红细胞能识别、捕获或抑制循环肿瘤细胞，可用于体外对临床病人血液样本微量CTCs的特异性识别和捕获研究，且可用于对所捕获的CTCs活性进行调控，从而在肿瘤转移的预警和预防方面开拓应用前景。

技术领域

本发明涉及一种能够识别、捕获、富集或抑制循环肿瘤细胞CTCs的功能性红细胞。

背景技术

循环肿瘤细胞是恶性肿瘤转移的关键因素，高纯度样本具有重大研究价值。在我国，恶性肿瘤(癌症)的发病率不断提高，死亡率常年高居全部死亡疾病之首，严重威胁国人的生命健康。癌症的转移是导致患者死亡的主要原因，占癌症致死病例的比例高达90％。癌症转移的关键承载体是称为循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)的病变细胞，它从原发肿瘤病灶脱落，经过侵染等过程进入外周血中，然后在合适部位侵出血管并附着于组织上，最终形成新的恶性肿瘤。因此外周血CTCs分离与分析技术有望成为具有高度可行性的非侵入式癌症诊断手段，并且能够帮助我们进一步理解癌症的转移机制，在监测癌症复发与转移、快速药效评估、癌症个性化治疗乃至完全战胜癌症等方面都将发挥重要作用。

当前各类循环肿瘤细胞分离技术获得的样品中白细胞干扰严重，样品纯度低下，是制约深入研究与应用的最大瓶颈。虽然1mL病人外周血中CTCs的数量仅有几个到几百个，将它们从其他的约十亿个正常血细胞背景中分离出来是一个巨大的技术难题，但自从以基于免疫磁珠技术的美国强生公司CellSearchTM系统获批用于临床CTCs检测以来，CTCs分离技术得到了长足的发展。代表性的方法有利用特异性抗体和三维纳米结构的协同作用分离CTCs、借助声表面波直接操控CTCs实现分选、基于介电泳力对CTCs的作用进行分离、根据CTCs形态特征(如大小、密度等)利用特殊微结构来进行分离的方法等，均获得了不错的CTCs分离效率。

在这些方法中，利用声场、电场、流体动力等物理手段分离CTCs的技术具有较高的样品处理通量，然而由于外周血中白细胞的物理性质变化幅度较大，有相当一部分与CTCs差别并不不显著，导致获得的CTCs样品纯度十分有限。这一点是所有基于物理性质分离的方法的先天性缺陷，很难加以改进。利用特异性抗体与三维纳米结构协同作用的CTCs分离手段作为当前广泛采用的分离方案，器件制备与操作都更加简便，并且由于抗原抗体之间的特异性作用使得器件对于CTCs的识别更加精确，相比基于物理手段的分离器件能够得到更高的纯度。然而该类器件与CTCs接触作用的界面是三维纳米结构，对于白细胞存在非特异性的物理吸附作用，造成CTCs样品纯度仍然难以大幅度的提高。

综上所述，当前的CTCs分离技术都面临着样品中混入为数众多的白细胞所导致的分离纯度低下的技术瓶颈，无法满足后续细胞/分子生物学分析对于CTCs的纯度要求，严重制约了对于CTCs在癌症早期检测以及癌症转移机制中所起关键作用的深入研究，导致现阶段CTCs在临床上还局限于计数等简单应用上，难以深入到研究调控CTCs代谢活动的生物大分子(如蛋白质、DNA等)分析层面。因此发展一种新的高纯度CTCs分离手段是推进当前CTCs生物学/医学研究的迫切需求。