复发转移是恶性肿瘤死亡的首要原因，循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，英文缩写CTCs）作为从实体瘤原发灶或转移灶脱离进入外周血循环的肿瘤细胞，在恶性肿瘤转移中发挥关键作用。CTCs在血液中极为稀少，约每1亿个细胞中有1个CTCs，其检测技术起点高、要求高，存在技术壁垒，同时深入理解侵袭表型CTCs产生及介导肿瘤复发转移的分子机理，研究CTCs检测临床实践过程中的意义和价值，能够细化、量化肿瘤复发转移模式，是解决恶性肿瘤复发转移这一“老、大、难”临床问题的重要

新型循环肿瘤细胞（CTC）检测纳米技术，是一项从技术原理、核心试剂及操作流程都具备自主知识产权、完全独创的肿瘤液体活检技术。该技术利用癌细胞特殊的代谢特点，以及由此产生的特殊生物物理学特征，实现对白血病及各类实体瘤的CTC高效、灵敏、特异检测，解决了长期制约CTC行业发展所面临的瓶颈问题。 同济大学医学院、附属东方医院陈炳地副教授联合刘中民教授和崔征教授团队研发的新型CTC检测纳米技术，从根本上解决了CTC高效、特异捕获的瓶颈问题。新型CTC检测纳米技术能从多个盲编的血样中，准确检认出癌症血样和健康血样。其检测敏感度远远高于同行其它技术。该技术也是目前世界范围内唯一一种能够把白血病癌细胞从血液中捕捉并检测出来的技术。新型CTC检测纳米技术首次解决了癌症检测、癌症治疗中急需解决而又长期得不到解决的问题，即能够快速、安全、高频检测当前的化疗效果是否理想，并通过足量的捕获CTC做药敏测试，实现对抗癌药物的个体化精准选择。 目前，该技术已经开展初步的科研转化，在上海组建了专门的研发团队，在福建组建了市场团队，在同济大学附属东方医院等三甲医院开展临床研究。该技术已获得多项创业大赛大奖，同时获得了多项政府人才政策的支持。

已有样品/n在国际同行的研究基础上，结合自身在疟疾领域研究的优势，创新性的利用融合蛋白表达技术，高效制备出了具有癌细胞亲和性的X蛋白，并将该蛋白核磁珠偶联，成功制备了X蛋白-磁珠偶联复合物（简称XCMB），目前，该发明已经提交中国国家及PCT专利申请。在该产品后续可被开发为肺癌早期筛查和伴随治疗诊断手段，或者用于其他肿瘤类型，市场拓展前景十分广阔。

目的：基于国家重点研发计划项目“乳腺癌循环肿瘤细胞成像和检测数字诊疗新技术研究” ，从目前临床循环肿瘤细胞在实践诊断中迫切需要解决的问题入手，研发乳腺癌循环肿瘤细胞智能检测系统，为乳腺癌检测提供崭新的检测平台体系。方法：本系统创新性地将微流控技术与表面增强拉曼检测以及人工智能算法联用，通过 3D 打印微流控芯片分离出血液样本中的循环肿瘤细胞，利用表面增强拉曼检测技术采集分离出的细胞信号，结合人工智能算法比对分析得出细胞的种类以及分子分型。结果：本项目在综合考虑技术水平与市场需求的前提下，实现了用 5mL 血液在 1 小时内获得样本中循环肿瘤细胞的检测结果，同时保障了结果的准确性。结论：该项目满足了市场对乳腺癌的非侵入性快速检测方法的需求，提高了乳腺癌检测的效率和准确率，将检测成本降低了 70% 以上，有利于乳腺癌检测的推广及普及，对促进人类健康产业的发展有着重大意义。 本系统创新性地将 3D 打印微流控芯片与拉曼检测联用，实现了循环肿瘤细胞的检测与分类一体化，极大地缩短了检测时间，提高了检测效率与准确率，目前处于样机阶段。 我们还考虑到检测成本和对人体的伤害程度，将一次性消耗成本控制在百元级别，每次仅需 5mL 血液，实现了廉价安全的肿瘤检测，让人们用得起，用得放心。 从市场上来看，循环肿瘤细胞检测正成为一个量大面广的庞大市场，而因为基于循环肿瘤细胞的肿瘤检测具有廉价、高效、灵敏度高、对临床治疗指导性强等特性，这种具有明显优势的检测方式已成为大势所趋。尽管该检测目前尚未被应用于临床工作中， 但相信该检测系统可以为临床诊断和科研工作提供可靠的检测方法。相信我们的技术能够为广大的患者带来健康和幸福。对技术成果，非涉密技术方案进行简要介绍。 主要技术指标 （1）拉曼增强材料，拉曼增强因子达到 1.0×105； （2）3D 打印类河湾截面微流控芯片，肿瘤细胞惯性聚焦效果与粒子浓度之间存在线性关系，线性度达 98.38 %； （3）肿瘤细胞的回收率达到 90.0 %，肿瘤细胞的富集比达到 1.90 倍； （4）检测范围达到 0-1000 个，检测下限达到 1 个细胞，且多次试验之间偏差较小，不存在系统性变化； （5）微流控动态流体 SERS 检测平台，具有优异的稳定性（RSD 为 1.90%）和重复性（RSD 为 4.98%），可以作为标准化的细胞 SERS 检测方法； （6）开发了基于局部对称重加权惩罚最小二乘的拉曼基线校正预处理方法、基于KNN 算法的拉曼光谱分析方法以及基于预处理组合的拉曼光谱分析方法等多种拉曼光谱数据分析方法； （7）建立了肿瘤细胞拉曼光谱标准数据库，并开发了乳腺癌循环肿瘤细胞检测软件，实现细胞拉曼光谱数据的自动化处理分析； （8）构建了乳腺癌循环肿瘤细胞检测分析系统，并完成了临床样品的初步验证及后续方案的设计。

癌症从发生到临床发现往往需要10年的时间，癌症治疗的根本途径是早期发现或者对已转移瘤能有效治疗。循环肿瘤细胞（circulatingtumor cells, CTC）是指从原位瘤脱落下来进入到循环系统尤其是血液中的肿瘤细胞。作为液态活检核心靶标的CTC，不仅可用于癌症转移前的早期筛查，而且在临床肿瘤的分期、预后、特异性药物筛选、疗效检测、治疗和复发监测等方面都具有极其重要的临床应用价值。然而由于CTC在血液中数量极其稀少（约1-100个/mL），其高效高准确捕获一直是科学前沿难题和临床应用的关键障碍。 现有的CTC检测方法仍存在较大的局限，包括检测准确度不足、成本高、效率低、时间长以及检测条件苛刻等。本项目提出的新型微流控芯片设计，将基于流线的降速结构和基于过滤的捕获结构有机整合，实现了CTC特异性的汇聚和保留，同时将部分白细胞和红细胞分流到出口。每经过一个这样的降速结构，CTC就被浓缩一次，白细胞和红细胞被分走一部分。更重要的是，每一个单元液流速度均得到了显著下降（变为原来的1/2）。经过多组这样的降速结构，液流流入捕获结构，此时流速已经非常缓慢，利用CTC和其他血细胞的尺寸和形变差异，通过三棱柱阵列能实现CTC的高效捕获。总体来说，本项目所提出的微流控芯片能在很大流速范围内（5-40 mL/h）都实现高捕获效率（高达94.8%）。此外，芯片上捕获到的CTC的纯度也较高（高达4log白细胞去除率）。临床癌症患者患者双盲测试结果详实准确率达到100%。运用本项目中的微流控芯片，将实验室培养的宫颈癌HeLa细胞掺杂到健康血液中，以模拟癌症患者血液，在很大流速范围内（5-40 mL/h）都能实现高捕获效率（高达94.8%）。同时，为了证明此微流控芯片的普适性，测试了四种实验室细胞系，包括乳腺癌细胞系MCF-7和MDA-MB-231，宫颈癌细胞系HeLa和肺癌细胞系NCl-H226，捕获效率均稳定在91.3%以上。此外，也设置了不同的癌细胞密度以模拟实际的癌症患者血液，捕获效率近似为96.2%。随后，将本项目应用于临床，对11例癌症患者血液中的CTC进行检测，检出率高达100%，CTC个数从6-117个/mL不等，平均值31个/mL，中位数25个/mL。这些研究表明本项目中的微流控芯片能实现癌症患者的早期检测。本项目实现对癌症患者血液中的循环肿瘤细胞的单细胞灵敏度和高特异性的的捕获，由于其成本低，方便快速，效率高，对操作条件不敏感等，因而非常适合大规模应用于临床，实现癌症的早期诊断、实时动态监测和阻断转移等效果。

癌症从发生到临床发现往往需要10年的时间，癌症治疗的根本途径是早期发现或者对已转移瘤能有效治疗。循环肿瘤细胞（circulatingtumor cells, CTC）是指从原位瘤脱落下来进入到循环系统尤其是血液中的肿瘤细胞。作为液态活检核心靶标的CTC，不仅可用于癌症转移前的早期筛查，而且在临床肿瘤的分期、预后、特异性药物筛选、疗效检测、治疗和复发监测等方面都具有极其重要的临床应用价值。然而由于CTC在血液中数量极其稀少（约1-100个/mL），其高效高准确捕获一直是科学前沿难题和临床应用的关键障碍。 现有的CTC检测方法仍存在较大的局限，包括检测准确度不足、成本高、效率低、时间长以及检测条件苛刻等。本项目提出的新型微流控芯片设计，将基于流线的降速结构和基于过滤的捕获结构有机整合，实现了CTC特异性的汇聚和保留，同时将部分白细胞和红细胞分流到出口。每经过一个这样的降速结构，CTC就被浓缩一次，白细胞和红细胞被分走一部分。更重要的是，每一个单元液流速度均得到了显著下降（变为原来的1/2）。经过多组这样的降速结构，液流流入捕获结构，此时流速已经非常缓慢，利用CTC和其他血细胞的尺寸和形变差异，通过三棱柱阵列能实现CTC的高效捕获。总体来说，本项目所提出的微流控芯片能在很大流速范围内（5-40 mL/h）都实现高捕获效率（高达94.8%）。此外，芯片上捕获到的CTC的纯度也较高（高达4log白细胞去除率）。临床癌症患者患者双盲测试结果详实准确率达到100%。

本发明公开了一种用于捕获循环肿瘤细胞的微流道结构及其制 造方法，该方法包括：（1）在单晶硅片表面匀胶、光刻得到光刻胶掩膜；（2）基于光刻胶掩膜，使用感应耦合等离子体反应刻蚀技术 ICP 在单晶硅片上刻蚀出微米级别的凹槽及槽内均匀分布的硅微米柱阵 列；（3）在微米柱表面制备纳米线阵列；（4）对凹槽进行封装。按 照本发明，可以获得一种用于循环肿瘤细胞检测的微纳复合微流道结 构，这种检测结构具有灵敏度高、效率高等特点。 

本发明公开了一种用于捕获循环肿瘤细胞的微流道结构及其制造方法，该方法包括：（1）在单晶硅片表面匀胶、光刻得到光刻胶掩膜；（2）基于光刻胶掩膜，使用感应耦合等离子体反应刻蚀技术 ICP在单晶硅片上刻蚀出微米级别的凹槽及槽内均匀分布的硅微米柱阵列；（3）在微米柱表面制备纳米线阵列；（4）对凹槽进行封装。按照本发明，可以获得一种用于循环肿瘤细胞检测的微纳复合微流道结构，这种检测结构具有灵敏度高、效率高等特点。

研究证实，来源成骨细胞壁龛的Wnt5a蛋白通过激活非经典ROR2/SIAH2信号，抑制经典Wnt信号诱导与维持前列腺癌细胞在骨髓中休眠，是前列腺癌骨髓播散细胞休眠的关键机制之一。该研究结果回答了通过激活非经典Wnt信号抑制经典Wnt信号能否诱导与维持肿瘤细胞休眠这一重要的科学问题。该研究动物实验结果显示，应用Wnt5a能维持前列腺癌骨髓播散细胞呈休眠状态，避免其被激活形成实体肿瘤

课题组前期对乳腺癌患者新辅助化疗前后的肿瘤标本进行研究，首次通过高通量筛选的膜蛋白（CD10和GPR77）鉴定了一种在肿瘤微环境富集的成纤维细胞亚群5。这群CD10+GPR77+ CAFs能够维持肿瘤干细胞的特性，引起肿瘤化疗耐受。更重要的是，靶向GPR77显著减少了这群CAFs和肿瘤干细胞的数量，提高了肿瘤化疗的敏感性，提示靶向CAFs具有良好的治疗价值。 为了帮助CAFs的功能意义和分子机制被基础研究和新药研发者们进一步认识和更全面地了解，本文对CAFs的生物学特征、细胞起源、表型可塑性和功能异质性进行了系统的总结，深入阐述了CAFs与肿瘤细胞和其他间质细胞之间的相互作用，并以何种角色参与肿瘤发生、发展、转移和耐药等过程，重点讨论了如何靶向或利用这些细胞进行癌症的治疗，以及CAFs靶向疗法引入临床存在的问题和挑战。