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  基于循環(huán)腫瘤細胞（CTC）的液體活檢技術(shù)，能夠在高靈敏度（98%）與高特異性（99%）的情況下對多種癌癥進行無創(chuàng)篩查、耐藥檢測、以及特異性腫瘤信息分析。然而，當(dāng)前檢測平臺數(shù)量不足、檢測需求卻巨大，導(dǎo)致多數(shù)血液樣本需要排隊等待3-7天才能實施檢測。然而，臨床研究表明，一旦脫離體內(nèi)環(huán)境5 h內(nèi)全血樣本中有60%的CTC將會進入凋亡程序，RNA和DNA等遺傳物質(zhì)出現(xiàn)顯著性降解，72 h內(nèi)CTC凋亡率將高達83%，造成活檢結(jié)果出現(xiàn)巨大誤差，導(dǎo)致檢測失敗。

  傳統(tǒng)化學(xué)固定血樣的方法雖然能夠保留CTC表面多種腫瘤標(biāo)志物信息，但仍會造成細胞內(nèi)部RNA等腫瘤遺傳信息物質(zhì)的降解或斷裂。常用的細胞超低溫凍存法則由于高濃度細胞毒性凍存劑（甘油或DMSO等），復(fù)雜的凍存復(fù)蘇操作，高概率的基因突變等問題而逐漸被臨床檢驗所拋棄。當(dāng)前，根據(jù)美國權(quán)威液體活檢平臺CellSearch報道，檢測CTC的全血樣本離體后，最多保存72小時。開發(fā)低體溫（1℃~35℃）環(huán)境下，能夠長期穩(wěn)定全血樣本、保存CTC活性，維持RNA/DNA等遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性，細胞表面腫瘤標(biāo)志物完整性的全血保存體系具有重要的臨床科學(xué)意義。

  在系統(tǒng)研究全血樣本中CTC的三種損傷機理（失巢凋亡、ROS損傷、血小板聚集）后，天津大學(xué)化工學(xué)院張雷、楊靜團隊，與天津市腫瘤醫(yī)院開展合作，在國際知名期刊《Nat. Commun.》 （IF=16.6）上發(fā)表了題為” Zwitterionic Microgel Preservation Platform for Circulating Tumor Cells in Whole Blood Specimen”的研究論文。天津大學(xué)化工學(xué)院的碩士研究生馬一鳴和天津市腫瘤醫(yī)院張軍副主任醫(yī)師為論文的共同第一作者，張雷教授和楊靜副教授為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學(xué)基金面上項目的支持。

圖1 （a）全血樣本中CTC的保存損傷基質(zhì)（b）兩種微凝膠構(gòu)建的塊狀水凝膠CTC保存體系及其保存過程（c）CTC保存體系的保存機制。

圖2 水凝膠體系的構(gòu)建以及ROS清除，ECM模擬性能表征

 圖3 水凝膠體系的血小板活化、聚集抑制性能表征

  隨后，作者利用該凝膠體系建立的保存平臺對20名癌癥患者含有CTC的全血樣本進行了長期低體溫保存實驗。實驗結(jié)果證明，凝膠體系能夠在3天內(nèi)實現(xiàn)CTC的90%存活（2倍高于商用保存液體系），7天內(nèi)大于70%的CTC存活，而商用保存液組在第5天時，血樣中CTC存活率已經(jīng)為0，圖4，表1）。 

表1 20名癌癥患者全血樣本的保存結(jié)果 

圖4 水凝膠體系對20名癌癥患者的全血樣本保存

圖5 低體溫保存后CTC的轉(zhuǎn)錄組分析

  論文信息：Zwitterionic Microgel Preservation Platform for Circulating Tumor Cells in Whole Blood Specimen

  全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40668-1 

  通訊作者簡介

  張雷，天津大學(xué)化工學(xué)院生物化工系教授、系主任、博士生導(dǎo)師，國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金獲得者。主要研究方向包括生物化工與合成生物學(xué)、低溫保護、功能材料、海洋涂料等。已在Nature Biotechnology, Nature Communications, JACS, Angew, Chemical Reviews, AIChE Journal, CES, Research, Engineering等期刊發(fā)表論文100多篇。

  楊靜，天津大學(xué)化工學(xué)院生物化工系副教授、博士生導(dǎo)師。主持國家級重點項目、國家自然科學(xué)基金、天津市基金、教育部博士后基金等項目。主要研究方向為細胞保存、仿皮膚材料、合成生物學(xué)等。已在Nature Communications, Research, Advanced Functional Materials, Chemical Reviews, AIChE Journal等刊物發(fā)表第一作者/通訊作者SCI論文40余篇。