[发明专利]一种血液样本中分离循环肿瘤细胞的自动化系统

说明书

本发明提供了一种血液样品中分离循环肿瘤细胞的自动化系统，包括依次设置的制样工作区、分离工作区、检验工作区和控制连接以上工作区的总控制区，其特征在于：制样工作区包括自动制样设备、自动进样设备；分离工作区包括红细胞分离设备、微流控芯片设备和样本孵育设备；检验工作区包括样本分析设备；各个工作区之间通过连接装置互相连接，连接装置由数个多向传送装置连接组成；总控制区包括总控制台，控制连接各个工作区和连接装置；本发明通过特制的传送装置可以将各个本来各自独立的仪器与装置统一整合在一套系统中，在样本处理分析的过程中，可以不再依赖人力对样本进行转移与仪器的操作，避免了人力操作中可能产生的种种不利因素影响。

技术领域

本发明属于生物与医药领域，涉及医学生物检验设备，具体涉及一种用于在血液样品中分离循环肿瘤细胞的自动化系统。

背景技术

癌症是目前导致人类死亡的一大重要病症，根据世界卫生组织WTO的统计，仅在2015年癌症便导致了超过880万人的死亡；一般人们所指的癌症是所有恶性肿瘤的泛称，医学上一般指的是起源于上皮组织的恶性肿瘤；常见的癌症类型包括肺癌、肝癌、结肠直肠癌、胃癌及乳腺癌等。

癌症通常是源于发生癌变的正常细胞；在人体自身基因因素和物理、化学以及生物等三种致癌物的互相作用下，人体正常细胞发生癌变，开始异常增殖形成肿瘤，并发一系列临床症状直至危及生命。

发生癌变的部位称之为病灶，病灶中的肿瘤细胞会因为各种原因发生转移，通常的肿瘤细胞转移方式有直接蔓延、淋巴、血行和种植四种方式，而通过血行转移方式进入人体循环系统内部的肿瘤细胞，称之为循环肿瘤细胞（CTC），若干循环肿瘤细胞聚集形成的细胞团块被称为循环肿瘤微栓（CTM）；大部分的CTC都会在人体免疫系统的攻击下被消灭，而少数幸存的CTC则会移动到其他组织发生转移灶；CTC作为原发灶和转移灶之间的链接，是研究肿瘤转移复发过程机制的一个重要切入点，同时也是对肿瘤患者进行早期诊断、术后复发与转移检测、抗肿瘤药物敏感性评估以及个体化治疗策略制订具有重要意义的诊断指标。

CTC在外周血中的含量极少，每10ml血液样品中含有大约一亿个白细胞和五百亿个红细胞，但是在其中可能仅含有少数的几个CTC或者CTM；因此，在临床中只有先对其进行富集，才能够进行检测并且对其进行生物学性质与基因分析。现有常用的CTC富集分离技术主要有以下几种：免疫亲和捕获法和物理特性富集法。

免疫亲和捕获法一般分为阳性富集和阴性富集两种，阳性富集采用抗EpCAM结合免疫磁珠捕获EpCAM阳性CTC，然后直接在磁场中被分离出来，典型代表有Cellsearch系统、CTC芯片和MACS® Cell Separation磁性细胞分选系统等；其优点是可以捕获到纯度较高的CTC，并且能够捕获到血液中上皮型、上皮间质混合型的CTC，但是无法捕获到间质型的CTC；阴性富集采用CD45磁珠抗体等吸附白细胞，在磁场的作用下分离去除白细胞，使得CTC被富集沉淀，其优点在于可以检出EpCAM、CK阴性的间质型CTC，但是样本处理步骤过多，容易使血液中的CTC丢失而产生漏检等问题。

物理特性富集法通常包括滤膜法和密度梯度离心法等；滤膜法采用根据CTC的体积大于白细胞的体积这一特性，采用8um级别的聚碳酸酯膜等滤膜对全血进行过滤，即可去除白细胞富集得到CTC，但是这种办法难以检测出细胞直径较小的肿瘤细胞，如神经内分泌瘤，同时还有检测效率较低下的缺点；密度梯度离心法则是利用肿瘤细胞与白细胞的密度不同，通过梯度离心将CTC分离富集，如OncoQuick分离体系等；这种方法可以分离CK阳性和阴性细胞，但是其离心过程中CTC可能迁移至血浆层、红细胞层和粒细胞层导致丢失，且其用血量多，一般需要15到30ml的全血。

近年来微流控芯片技术也开始运用于循环肿瘤细胞的分离富集中，具体的分为四类：利用抗原抗体亲和性进行分选、利用细胞物理特性的不同进行分选、利用免疫磁珠进行分选以及利用不同细胞的电学性能差异进行分选等方法；微流控芯片技术较之以往的技术具有灵活性高，用血量少，检测准确纯度高等诸多优点，其在CTC分离检测领域中的应用日益广泛。