在早期癌症的情况下，面临着敏感性和特异性方面的严重挑战。这能够最终靠将CTC与其他循环分析物（例如，循环肿瘤DNA和外泌体）联合进行基准测试，以提高阳性和阴性预测值，或通过比较和将液体活检与SOC模式结合(图3 b)。

  近年来，技术进步使从患者血液样本中识别和鉴定循环肿瘤细胞（CTC）成为可能，从而衍生了新的研究领域，并促进了以液体活检为基础的临床应用前景。对CTC的分析揭示了不同的生物表型包括CTC簇的存在以及CTC与免疫或基质细胞之间的相互作用，怎么样影响转移的形成，并为探究肿瘤的脆弱性提供了新的见解。2022年12月，瑞士苏黎世联邦理工学院分子健康科学研究所的Nicola Aceto等研究者在《nature review cancer》发表了一篇题为《Biology, vulnerabilities and clinical applications of circulating tumour cells》的综述，回顾了目前CTC生物学特征研究方面取得的进展，并为利用这些研究成果来设计临床工具以提高肿瘤的诊断和治疗提供了见解。

  目前，尽管肿瘤及其治疗相关研究不断取得进展，但转移仍然是全球癌症相关死亡的根本原因。现有的临床诊断工具在预测肿瘤进展与转移和检测微小残留病变方面的局限性是改善预后的一个主要挑战。基于血液的肿瘤材料为早期检测、预测对抗癌药物的反应和预后提供了一种实时的、微创的方法。其中最有趣的液体分析物是循环肿瘤细胞（CTC），它们从原发性和/或转移性肿瘤中脱落到血液中，最终在远处定植转移。致力于CTC作为液体活检分析物的研究已取得了显著进展，并导致CTC作为生物标志物在临床试验中的转化应用。然而，CTC的罕见性质依旧为相关研究及成果转化带来了相当大的挑战。CTC在常规临床实践中的应用一直很缓慢。进一步利用CTC生物学特性以实现其作为抗转移治疗的高精度预测工具的全部潜力，既是机遇也有挑战。

  转移性肿瘤的传播模式 转移是通过肿瘤细胞直接流入血管或淋巴系统而发生的，少数情况下，肿瘤细胞可直接扩散到邻近组织。虽然肿瘤、淋巴结和转移分期（TNM）系统使用阳性淋巴结状态作为晚期肿瘤的标志，目前为止，部分实验证据说明肿瘤细胞在远处转移之前必须穿过淋巴系统。与之相反，大量的文献支持血液来源途径作为主要的转移途径。转移是一个多步骤的过程，取决于原发肿瘤（或转移性病变）中的具有侵袭性、转移能力的细胞克隆，这些细胞克隆通过血液系统逃逸，以CTC形式存在于血液系统，当条件适宜CTC可以在远处组织定植并生长为转移性病变。

  前者假设，跟着时间的推移原发肿瘤内的自然选择导致最适合的肿瘤细胞克隆扩散，由此产生转移，其中转移性病变和原发病变之间只存在很小程度的差异。沿着这些思路，原发性肿瘤和转移组织通常应表现出高水平的遗传相似性。然而，转移瘤和原发肿瘤之间往往存在很多遗传差异，这说明肿瘤细胞逃逸有几率发生在肿瘤进化的早期，甚至有可能在肿瘤前阶段，遵循平行进展模型的逻辑。应用进化原理的系统发育研究将上述肿瘤转移模型进行了完善，揭示了肿瘤转移模式可能比最初预期的更复杂。对肿瘤细胞系分支和进展过程中发生的亚克隆体细胞突变的分析显示，转移扩散遵循复杂的模式，转移病变之间有单克隆或多克隆种子。

  因此，肿瘤的传播可能不仅通过单因素而是通过多克隆事件发生。多克隆事件在多样性转移过程中发挥核心作用，使转移瘤在时间和空间上都远离原发肿瘤。转移事件的步骤 转移扩散的第一个关键步骤是肿瘤细胞的侵袭，然后内渗入近端血管(图1 a，b)。进入血液循环能够最终靠被动脱落或主动的细胞入侵来实现。在被动脱落的情况下，肿瘤流体动力学和未成熟肿瘤新生血管的屏障功能降低有助于肿瘤细胞脱落。然而，导致被动肿瘤细胞脱落的频率和确切条件尚不清楚。

  缺氧可触发活跃的肿瘤细胞侵袭。低氧诱导因子1α（HIF1α)通过血管生成素样蛋白4（(ANGPTL4)信号通路增加粘附分子L1细胞粘附分子的表达）和CXC-趋化因子受体4（CXCR4），导致CTC-内皮结合和内渗增强。缺氧通过上调细胞-细胞粘附分子，进一步与CTC团簇的形成和内渗有关(图1a)。 内皮细胞表达HIF脯氨酸羟化酶2（HIFPH2），通过阻碍内皮细胞的完整性和血管成熟，促进肿瘤细胞逃逸到血管中。肿瘤细胞与血管周围巨噬细胞的短暂结合通过血管内皮生长因子A（VEGFA）的产生进一步增加了内皮细胞的通透性，且与HIF1α无关。血管内皮细胞可诱导癌细胞的代谢变化，如磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）的下调，通过激活己糖胺酸途径和增加整合素αVβ3唾液化，促进癌细胞侵袭。(图1 b )促进主动侵袭的肿瘤细胞内在因素包括核受体亚家族2组F成员1（NR2F1）的功能丧失，并伴随着典型Wnt增加信号转导，上皮-间充质转化（EMT）相关转录因子的表达以及通过神经Wiskott-Aldrich 综合征蛋白（N-WASP）导向的细胞骨架重组形成侵袭性细胞（图1 a )。

  虽然据估计每克肿瘤组织有多达1x106的癌细胞会进入循环，但CTC的转移效率似乎很低，约为0.01%。CTC通常表现出较短的循环时间（单个CTC为25-30分钟，CTC簇为6-10分钟），其中较短的循环时间可能归因于在远处位置的快速捕获和归巢。快速逃逸和较少暴露于血液中可能有助于CTC的生存。血液中不利CTC生存的循环条件包括高剪切应力，可导致CTC变形、损伤、破碎和细胞死亡。有必要注意一下的是，CTC破碎过程可以触发前转移免疫细胞（例如，髓系细胞）的启动和积累，促进存活的CTC成功转移定植（图1c）。中等水平的剪切应力也会导致转录变化，有利于运动和迁移。循环中的CTC能进入细胞周期阻滞或增加抗凋亡蛋白如BCL-2的表达。为了逃避免疫细胞的清除，CTC能表达程序性细胞死亡蛋白1（PD1）配体1（PDL1）或CD47( 图1c)。

  中性粒细胞通过促进CTC的增殖和存活，以及抑制宿主的适应性免疫系统（CD8+ T细胞）和先天免疫系统（自然杀伤细胞（NK））（图1c）来维持CTC循环载量。 外渗，类似于内渗，可以被动地或主动地促进。机械捕获（毛细血管直径只有几微米的地方）和主动粘附可能取决于CTC结构（例如，单个CTC与CTC簇），簇组成（同型与异型）和几何形状。活性CTC外渗在细胞骨架和信号传导变化方面模拟了白细胞的渗出包括与内皮细胞壁直接相互作用的配体和受体的表达（图1 c）。例如，唾液化碳水化合物配体及其内皮细胞上的细胞间粘附分子1（ICAM1）或β1整合素触发CTC滚动和随后的粘附，以此来实现跨内皮细胞迁移（图1 d）。内皮细胞粘附通过CXC-趋化因子12（CXCL12）等炎症介质逐渐增强。活性氧（ROS）和SMAD家族成员3（SMAD3）通过转化生长因子- β（TGFβ)信号通路增强CTC粘附。癌细胞分泌ANGPTL4、VEGF、基质金属蛋白酶和cc-趋化因子配体2（CCL2），或内皮细胞分泌分解素和金属蛋白酶12（ADAM12），增加内皮细胞的通透性，促进外渗。

  CTC诱导的内皮细胞损伤是另一种逃逸方式，通过受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（RIPK1），介导程序性内皮细胞坏死。此外，除内皮细胞外，各种别的类型的细胞也支持CTC外渗。例如，血小板通过ATP-P2Y嘌呤受体2（P2Y2）相互作用促进外渗，导致内皮细胞收缩。内皮糖杯结合固定的中性粒细胞通过分泌白细胞介素-8（IL-8）和CXCL1创造了一个促炎的局部环境，导致血管渗漏，释放中性粒细胞的胞外陷阱，巨噬细胞1抗原（MAC-1）介导的“对接”平台或基质金属蛋白酶促进传播(图1 c , d )。实验小鼠和斑马鱼模型显示，内皮细胞可以包围和驱逐被捕获的CTC。 离开血液后，CTC可能以弥散的肿瘤细胞（DTC）的形式进入其新的转移部位(图1 e )。

  外渗的肿瘤细胞归巢可能受到CTC的解剖特征和生物学特征的影响。例如，在结直肠癌的情况下，原发部位和转移部位之间的“直接”血管连接可以使CTC在肝脏中被快速捕获。在分子方面，CTC可能通过CXCR4的表达向骨髓趋化。当CTC与血小板一起聚集时，它会吸引粒细胞，有助于继发部位形成肿瘤。 在转移生态位中，当CTC静止并进入休眠阶段时，相关的微环境对CTC产生了关键的影响。器官特异性细胞类型被认为能够给大家提供DTC保护区和促进休眠，包括骨骼中血管周围的成骨细胞NK细胞和脑中的星形胶质细胞以及骨髓中的造血干细胞（图1e )。

  CTC的理化和代谢特征 肿瘤的理化特性与肿瘤细胞的状态和功能、肿瘤的进展和转移有着复杂的联系。通常，肿瘤比健康组织更硬，这可能是由于其细胞外基质的变化。刚性可以导致基因表达的变化，促进肿瘤细胞的运动，而垂直排列促进扩散（有时被称为肿瘤细胞侵袭的“高速公路”）。渗漏的肿瘤血管系统可导致液体积累，再加上快速生长的肿瘤肿块中存在的空间限制，导致高间质压力和流动梯度，为肿瘤细胞逃逸创造了条件。肿瘤细胞能够最终靠重新利用其细胞核来主动迁移，通过肌动球蛋白的收缩力来拉动和释放细胞核，类似于发动机活塞。来自肿瘤微环境的机械刺激通过yes相关蛋白1（YAP）-转录共激活因子与PDZ结合基序（TAZ）依赖的癌症相关成纤维细胞（CAF）激活和增强细胞侵袭和迁移。

  一旦进入血液，CTC就会受到剪应力，高水平剪应力会导致细胞碎裂，中水平剪应力可促进内皮细胞的粘附和外渗。 稳态和代谢影响整个转移通道的CTC。髓系来源的抑制细胞的ROS通过ROS-核因子红系2相关因子2（NRF2）-抗氧化反应元件轴导致CTCs上NOTCH1的表达上调，而NOTCH1通过其配体JAGGED1传递增殖信号，促进增殖和存活。CTC的代谢特征也会影响转移过程。CTC能够最终靠代谢变化来抵抗氧化应激，从而动态适应器官特异性的需求，增加其生存和转移潜能。接受富含脂肪饮食的小鼠显示CTC释放增加,过量的游离脂肪酸加入细胞膜，促进组织侵袭和增加肺转移。棕榈酸已被证明通过cd36介导的信号传导增加癌细胞的转移能力。细胞外葡萄糖通过cAMP1（EPAC）-RAP1 和o-连接的β-N-乙酰胺基葡萄糖途径直接激活的交换因子来增强CTC的转移潜力，丙酮酸代谢通过α-酮戊二酸诱导丙酮酸重构或者通过有氧糖酵解通过线粒体超载产生超氧化物。

  有趣的是，糖代谢的异质性对转移潜能和生长能力的影响是不同的；虽然PHGDH的下调增加了侵袭和迁移潜能，但原发或转移部位的肿瘤生长需要高表达。蛋白质分解代谢通过脯氨酸脱氢酶，铁代谢通过稳定前转移性胶原赖氨酸羟化酶二聚体或在酸性条件下通过组织蛋白酶b介导的细胞外基质降解进一步增加转移。总的来说，这一些数据暗示了CTC具有非凡的物理和代谢可塑性，使它们能够克服不利条件，成功传播。

  CTC表型异质性和CTC聚类 上皮细胞通常在与周围环境失去接触时发生失巢凋亡；因此，转移性播散通常是低效的，然而事实并非如此。因此，这就引出了以下问题：CTC有哪些特性导致其成功的转移扩散？上皮-间充质转化（EMT）被认为是转移的一个重要的条件，因为它增加了非接触生存（对失巢凋亡的抗性）和侵袭潜能。临床前研究表明, EMT转录因子，抑制细胞与细胞的接触，增加体外运动性和侵袭性。在各种基于EMT谱系追踪的模型中，上皮钙粘蛋白（e-钙粘蛋白）的丢失或扭曲表达的调节表明EMT阻止了肿瘤转移。在CTC中一个中等水平的EMT与可塑性、干细胞样特征、治疗反应差和疾病进展相关。 转移性菌落的多克隆性质以及亚克隆之间的互利或协同作用表明肿瘤的传播不仅通过单个CTC发生，还通过异质性CTC集群发生。

  研究表明，CTC集群，包括外周循环中总的CTC集群，与单个CTC相比，转移潜能增加了100倍。来自患者样本和小鼠模型的证据说明，肿瘤内缺氧触发了编码参与细胞粘附的蛋白的基因的上调，从而使CTC簇集体脱落。同型聚类增强了各种细胞特性，包括上调茎样特征，转移抑制基因的甲基化以及转录因子OCT4、SOX2和NANOG结合位点的低甲基化（图2 a ) 。聚类不仅发生在CTC（同型）之间，也发生在CTC和其他细胞类型（异型簇）之间，包括血小板、髓系细胞和CAFs59,85,99, 142-147（图 2b）。CTC与血小板的相互作用在血液循环中迅速发生，促进其可塑性和转移起始能力，例如通过Rhoa-MYPT1-pp1介导的YAP1信号转导，并通过血小板来源的ATP-p2y2相互作用增加血管通透性。

  血小板通过糖蛋白A重复主导（GARP）-TGFβ轴对T细胞介导的清除提供保护, 以及通过血小板来源的主要组织相容性复合体I类的NK细胞介导的清除。中性粒细胞被CXCL5和cxcl7依赖性所招募趋化作用，并通过血管细胞粘附分子1（VCAM1）介导的粘附建立细胞与CTC的接触，增加其增殖和转移潜能(图2 b ) 。它们还通过中性粒细胞胞外陷阱的形成促进粘附和外渗(图1 c ) 。中性粒细胞也提供CTC保护，使其免受免疫监视，CTC与髓系来源的抑制细胞和巨噬细胞聚集也有类似的作用。侵袭性肿瘤细胞与分别由e-钙粘蛋白和神经钙粘蛋白（n-钙粘蛋白）介导的癌细胞和间质CAFs之间的异型粘附连接已被证明能促进侵袭，其中CAFs作为具有迁移-侵袭特征的先导细胞 ,可支持转移（图2b) 。数学模型提出，聚类的形状还会影响循环中的CTC行为。紧凑的簇比线性的簇更靠近内皮壁，然而，集群通过狭窄的毛细血管发生在“单链”中。总之，表型可塑性和聚类的变异深刻影响了CTCs转移能力，揭示了干扰转移过程的可能策略。

  CTC的分子异质性 CTC是动态细胞群，不断从多个肿瘤区域和解剖位置补充，探索其生物学特性有助于肿瘤异质性的快速评估。通过研究基因组，CTC的转录组学和表观遗传学谱，能更加进一步评估CTC的生物学特征。单细胞技术和复杂的生物信息学工具的发展已经允许在单细胞分辨率下研究CTC群体突变（例如，PIK3CA）。在CTC中动态调控的HER2表达不同于原发肿瘤中HER2的表达：HER2阳性的CTC可能激活多个冗余通路（例如，胰岛素受体、MET和IGF1），而HER2阴性的细胞显示Notch和DNA损伤成分的激活。与原发肿瘤相比，突变定义的转移倾向CTC亚克隆表现出相似之处，但也伴有特异性改变，包括编码调节运动的蛋白的基因突变，例如，动力蛋白轴索重链8（DNAH8）、ephrin B 受体1（EPHB1），微管-肌动蛋白交联因子1（MACF1）和神经前体细胞表达的发育性下调蛋白9（NEDD9）。在体内功能缺失的CRISPR筛选确定了CTC成功完成转移级联反应所需的特定分子依赖性。

  例如，敲除编码PLK1的基因会导致CTC内渗和转移形成的显著减少。其他要素，包括长非编码RNA如结肠癌相关转录1（CCAT1）和HOX记录反义RNA（HOTAIR), 已被证明是关键的促进转移因素。来自不同原发肿瘤的CTC表现出“预设”的向器官性，而来自不同血管部位捕获的CTC表现出不同的分子特征。例如，一系列的开创性研究确定了介导乳腺癌向肺、脑或骨转移的基因表达特征。总之，CTC的表型和分子异质性促进了转移所需的适应性过程。 CTC释放时间 除了上述的异质性维度外，CTC的传播动力学正在成为肿瘤细胞传播的一个同样重要的因素，生物节律在肿瘤发病中的作用和生长动力学已经通过时间疗法的概念进行了临床研究和探索。通过在优化的时间给予治疗能大大的提升抗肿瘤药物的疗效。昼夜节律对CTC释放和转移扩散具有非常明显影响。荧光流式细胞术在人前列腺癌原位小鼠模型中的观察表明，CTC受昼夜节律的影响。

  CTC内渗的时间动态，在小鼠模型和乳腺癌患者中，随昼夜节律变化显著，并由激素水平（例如褪黑激素）的节律性变化决定，导致睡眠期间CTC计数最高（图1 c)。研究还表明，Ki67在原发肿瘤和CTC中的表达存在非常明显差异，在休息阶段达到峰值。这些发现主张重新评估当前的活检标准，并提出创新的、时间控制的临床试验，探索其转化价值。 CTC的检测与分析 在临床中实施CTC作为液体活检分析物需要分离出足够数量的CTC。这些捕获技术还必须与先进的测序工具和功能分析兼容，以生成准确的患者分层和治疗决策的数据(图3 a ) 。当以可行的形式分离时，CTC也可以助力于转移性肿瘤生物学和脆弱性的特殊分子和功能研究(图3 a )。由于它们可能代表具有高转移倾向的侵袭性亚克隆，CTC作为液体活检发挥独特的作用，他们的表型和分子分析可能比经典的组织活检揭示更多的相关信息。通过微创抽血可以对临床干预的效果进行频繁的纵向评估，并可以早期发现癌症或复发。这使得CTC成为实时临床应用和个体化医疗的生物标志物的理想选择。然而，由于其罕见的性质，捕获CTC仍然具有挑战性，而高效的CTC富集对于可重复的下游分析和应用至关重要。 在过去的十年中，CTC的检测和分析慢慢的提升。广义上说，这一些方法可以分为抗原依赖方法和抗原独立方法(图3 a )。迄今为止，最广泛使用的方法是使用在CTC上表达的抗原和在循环中的其他细胞上最低限度表达的抗原来实现阳性选择。

  美国食品和药物管理局（FDA）批准的细胞搜索系统（意大利梅纳里尼硅生物系统公司）和AdnaTest CTC选择公司（Q IAGEN，德国）都使用基于EpCAM表达的免疫选择。进一步的标记物，包括pan-CK和CD45，分别用于提高敏感性和特异性。磁活化细胞分离（MACS）技术（默天尼生物技术公司，德国）将抗体涂层磁珠用于CTC捕获。几何增强差异免疫捕获（GEDI）方法结合了微流体与不同肿瘤类型的不同抗体（例如，乳腺癌的HER2，前列腺癌的PMSA）和细胞角蛋白阳性的计数。 抗原不可知的检测技术利用物理特性，如大小、电荷、密度或弹性来富集CTC。基于过滤器的设备、密度梯度离心、捕获表面和微流控系统, 如ISET（雷切尔诊断，法国）、CTC-iChip（TellBio，美国）、智能生物表面载玻片和FDA批准的Parx（角度，英国），都能够基于物理特性检测CTC。

  目前正在开发多模态方法，以进一步提升敏感性和特异性。例如，Isoflux（flux生物科学，美国）结合了流动控制和免疫磁珠，而Cyttel系统（CYTTEL生物科学公司，中国）是一种基于图像的检测工具，它依次结合离心、免疫组化和荧光原位杂交来识别 CTC。微流控平台Parx和CTCiChip还可以与基于标记的阳性和阴性选择（例如，EpCAM、EGFR、HER2和CD45）、成像和微操作相结合，以分离纯CTC亚群。未解决外周血样本中低CTC数量的问题，开发了体内CTC检测技术。例如，直接涂层血管内CTC导向抗体的CTC捕获导丝（细胞收集器（GILUPI，德国））可以直接从循环系统中提取CTC。

  基于CTC的临床应用 CTC的脆弱性和靶向 目前应对转移及原发肿瘤的策略相同：靶向肿瘤生长和肿瘤发生，而不是转移过程本身。原发肿瘤的手术或全身治疗并不一定会消除转移的来源，因为转移在治疗之前可能已发生。大多数抗肿瘤药物最初在转移性环境中来测试，然后作为辅助药物使用以预防转移，但只有部分成功。在转移级联的不同步骤中靶向CTC，原则上会直接中断转移进展(图4 )。血管正常化诱导剂已被建议作为一种在临床前模型中预防转移的策略（图4a)。PLK1抑制剂BI 2536也能防止CTC的内渗，因此，可当作一种抑制转移的方法(图4 a )。通过靶向整合素、钙粘蛋白和细胞表面糖蛋白，靶向入侵体（例如，通过N-WASP抑制），或抗体靶向CD36和p-选择素或αIIbβ3和α6β1整合素拮抗剂( 图4a )，也可以有效的预防内渗和外渗。

  目前正在开发的一类药物旨在抑制HPSE，该HPSE诱导icam1介导的CTC簇中的细胞粘附。此外，Na+ / K+ -ATP酶抑制剂( 例如，地高辛）由于其在体内的簇解离能力而显示出巨大的前景，研究结果为其可导致小鼠的转移抑制(图4b)。目前，一项针对地高辛治疗晚期或转移性乳腺癌患者的I期研究正在研究强心苷能否破坏乳腺癌患者的CTC簇（NCT03928210）。异型聚集也能够最终靠细胞-细胞的分离被破坏。通过阻断CTC上的关键血小板受体，如糖蛋白Ib-IX-V和糖蛋白VI，来破坏血小板-癌细胞之间的相互作用，能够更好的降低转移潜能(图4b)。通过VCAM1靶向破坏CTC-中性粒细胞簇中的细胞-细胞相互作用，可抑制肿瘤增殖和转移效率。

  另一方面，Vcam1介导的CTC对中性粒细胞的亲和力可通过免疫靶向，使后者携带肿瘤坏死因子（TNF）相关的凋亡诱导配体（TRAIL）和中性粒细胞通过模拟NK细胞的细胞毒性活性来实现免疫靶向(图4 c)。还能够最终靠阻止α-酮戊二酸诱导的脯氨酸4-羟化酶（P4HA）活性，阻碍脯氨酸代谢或增加氧化应激来抑制丙酮酸代谢，从而靶向代谢和稳态弱点(图4 c)。免疫检查点抑制剂可以标记被T细胞杀死的CTC(图4d)，以及双重靶向EpCAM或HER2联合使用免疫检查点抑制剂(即PD1、PDL1或细胞毒性与单药治疗相比，淋巴细胞相关蛋白4(CTLA4)产生更大的癌细胞杀伤作用。用机械破坏的CTC纳米裂解物也能够适用于癌症疫苗的生产(图4e)。CTC返回现有肿瘤微环境的能力能够最终靠识别归巢信号和递送治疗有效载荷在治疗上得到利用(图4e)。鉴于最近关于CTC释放到血流中的节律性的研究结果，能够最终靠基于时间疗法的设计来优化，以在CTC产生的峰值期间实现最大效果(图4f)。

  目前，人们对CTC作为肿瘤学生物标志物的兴趣日益浓厚。已在所有常见肿瘤的外周血中检测到CTC，其预后价值已在乳腺癌、前列腺癌和结肠直肠癌以及小细胞肺癌和非小细胞肺癌中得到证实。在新诊断的转移性乳腺癌患者中，治疗前CTC计数升高预示着较短的无病期和总生存期。与基线CTC状态相比，治疗后CTC数量的变化提供了更好的预后信息，治疗后CTC的持续存在预示预后更差。此外，评估CTC簇丰度和单CTC计数，明显提高了接受治疗的患者的预后预测价值。

  CTC计数在疾病临床表现前7-9周可检测到，提示患者的CTC分析有助于帮助预测微小残留病灶和疾病晚期的复发，并为早期癌症检测提供了一种工具。有研究显示，手术中收集的CTC与10个月后检测到的转移有高突变重叠（91%）。尽管CTC在风险分层方面有价值，但迄今为止，一些临床试验尝试对使用CTC的治疗患者分层进行探索，但成果有限。将肿瘤的昼夜节律依赖性纳入诊断算法可以明显影响CTC作为液体活检分析物的临床价值。CTC传播的时间也与DTC的存在紧密关联。虽然单个CTC和CTC簇与肿瘤血源性播散相关，但CTC及其集群何时以及如何进入休眠仍然难以捉摸，这方面值得进一步研究。针对CTC临床应用的优先考虑重点应集中在通过液体活检改进癌症的检测。

  在早期癌症的情况下，面临着敏感性和特异性方面的严重挑战。这能够最终靠将CTC与其他循环分析物（例如，循环肿瘤DNA和外泌体）联合进行基准测试，以提高阳性和阴性预测值，或通过比较和将液体活检与SOC模式结合(图3 b)。CTC已经被验证为独立的预后标志物，这扩展了传统的TNM系统。转移的控制仍然是改善肿瘤患者预后的一个巨大挑战。随着现代医学及相关学科持续不断的发展，对肿瘤细胞在远处播散肿瘤能力的生物学过程的深入了解开始实现。最近对CTC集群生物学特征的研究揭示了其对肿瘤远处定植的重要性及其脆弱性，因此也暴露了它们的可攻击性。在过去的十年中，出现了大量的观察性研究和一些介入性试验, 验证了使用CTC进行预后和治疗分层的临床价值。在未来，CTC相关治疗方案可能通过及时识别侵袭性肿瘤亚克隆，在住院患者分层和治疗决策中发挥关键作用。靶向CTC及其集群对防止肿瘤进一步转移扩散并提高肿瘤患者生存期意义深远。