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  基于循環腫瘤細胞（CTC）的液體活檢技術，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篩查、耐藥檢測、以及特異性腫瘤信息分析。然而，當前檢測平臺數量不足、檢測需求卻巨大，導致多數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，一旦脫離體內環境5 h內全血樣本中有60%的CTC將會進入凋亡程序，RNA和DNA等遺傳物質出現顯著性降解，72 h內CTC凋亡率將高達83%，造成活檢結果出現巨大誤差，導致檢測失敗。

  傳統化學固定血樣的方法雖然能夠保留CTC表面多種腫瘤標志物信息，但仍會造成細胞內部RNA等腫瘤遺傳信息物質的降解或斷裂。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），復雜的凍存復蘇操作，高概率的基因突變等問題而逐漸被臨床檢驗所拋棄。當前，根據美國權威液體活檢平臺CellSearch報道，檢測CTC的全血樣本離體后，最多保存72小時。開發低體溫（1℃~35℃）環境下，能夠長期穩定全血樣本、保存CTC活性，維持RNA/DNA等遺傳物質穩定性，細胞表面腫瘤標志物完整性的全血保存體系具有重要的臨床科學意義。

  在系統研究全血樣本中CTC的三種損傷機理（失巢凋亡、ROS損傷、血小板聚集）后，天津大學化工學院張雷、楊靜團隊，與天津市腫瘤醫院開展合作，在國際知名期刊《Nat. Commun.》 （IF=16.6）上發表了題為” Zwitterionic Microgel Preservation Platform for Circulating Tumor Cells in Whole Blood Specimen”的研究論文。天津大學化工學院的碩士研究生馬一鳴和天津市腫瘤醫院張軍副主任醫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計劃項目和國家自然科學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（b）兩種微凝膠構建的塊狀水凝膠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。實驗結果證明，凝膠體系能夠在3天內實現CTC的90%存活（2倍高于商用保存液體系），7天內大于70%的CTC存活，而商用保存液組在第5天時，血樣中CTC存活率已經為0，圖4，表1）。 

表1 20名癌癥患者全血樣本的保存結果 

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，天津大學化工學院生物化工系教授、系主任、博士生導師，國家自然科學基金優秀青年基金獲得者。主要研究方向包括生物化工與合成生物學、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等期刊發表論文100多篇。

  楊靜，天津大學化工學院生物化工系副教授、博士生導師。主持國家級重點項目、國家自然科學基金、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、合成生物學等。已在Nature Communications, Research, Advanced Functional Materials, Chemical Reviews, AIChE Journal等刊物發表第一作者/通訊作者SCI論文40余篇。