循環(huán)腫瘤細胞及游離DNA甲基化與前列腺癌的研究進展△

趙靜　李小麗　索振河

鄭州大學第一附屬醫(yī)院腫瘤科，鄭州　450052

循環(huán)腫瘤細胞及游離DNA甲基化與前列腺癌的研究進展△

趙靜李小麗索振河#

鄭州大學第一附屬醫(yī)院腫瘤科，鄭州450052

近年來，我國人口老齡化問題日益凸顯，前列腺癌的發(fā)病率及病死率逐年升高，已成為男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤。如何對前列腺癌患者進行盡早診斷及療效評價是目前的研究熱點。近十年來，血液循環(huán)腫瘤細胞（CTC）和循環(huán)游離腫瘤DNA（ctDNA）因其無創(chuàng)傷、實時采樣和優(yōu)先于影像學檢查等特點，引起了腫瘤學研究領(lǐng)域的極大興趣，被稱為“液體活檢”。CTC和ctDNA甲基化在腫瘤診斷、療效評價和預后評估方面的價值，國內(nèi)外已有大量文獻報道。本綜述主要介紹及分析CTC和ctDNA甲基化在前列腺癌研究及臨床應(yīng)用中的前景。

循環(huán)腫瘤細胞；循環(huán)游離DNA；前列腺癌；甲基化；生物標志物

我國人口老齡化形勢日益嚴峻，男性前列腺癌發(fā)病例數(shù)逐年遞增［1］。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，局限性前列腺癌患者五年生存率近100%，而伴有遠處轉(zhuǎn)移的腫瘤患者生存率僅為33.5%［2］。過去的10年中，前列腺癌的檢測手段和治療方法雖然有所進步，但患者確診晚，轉(zhuǎn)移及復發(fā)率高，是當前臨床亟待解決的問題。研究證實循環(huán)腫瘤細胞（circulating tumour cell，CTC）及循環(huán)游離腫瘤DNA（cell free circulating tumor DNA，ctDNA）形成于腫瘤早期［3］，這為前列腺癌的早期診斷、療效評價及預后分析等領(lǐng)域的研究提供了新的契機。

1　循環(huán)腫瘤細胞與血液游離DNA

CTC是指自發(fā)或因診療操作進入外周血循環(huán)的腫瘤細胞。有關(guān)CTC的報道，最早可以追溯到1869年。Ashworth［4］在1例腫瘤轉(zhuǎn)移患者的循環(huán)血中檢測到和原發(fā)癌灶生物學特征極其相似的細胞，而Engell［5］在1955年首次描述血液中的轉(zhuǎn)移癌細胞的存在。這種由原發(fā)癌灶脫落并能轉(zhuǎn)移至遠距組織或器官的CTC是轉(zhuǎn)移性腫瘤形成的主要來源［6］。由于微環(huán)境的改變，脫離癌灶的腫瘤細胞在外周血中生存期較短，存留在循環(huán)血中的腫瘤細胞具有生存力強、侵襲力高的特點［7］。CTC能夠逐步集聚成癌栓，乃至進一步發(fā)展成為轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶。因此，通過對CTC的檢測，能夠進一步了解原發(fā)腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況。CTC檢測技術(shù)已在乳腺癌［8］、肺癌［9］和結(jié)直腸癌［10］等多種腫瘤的臨床診斷和療效評估中廣泛應(yīng)用，為動態(tài)監(jiān)測患者病情進展和進行預后評估等提供了更有利的技術(shù)支持。

游離DNA主要由單鏈或雙鏈DNA或二者的混合物組成，主要存在形式是一種無細胞狀態(tài)的胞外DNA［11］。由于CTC、轉(zhuǎn)移灶中的腫瘤細胞及一些非腫瘤細胞在壞死和凋亡時均會向外周血釋放DNA，所以腫瘤患者中循環(huán)腫瘤細胞DNA只是循環(huán)游離DNA的一部分［12］。研究證實相較于健康個體，腫瘤患者的循環(huán)游離DNA水平更高，并且游離DNA與腫瘤組織表現(xiàn)出相同的生物學特性，這進一步告訴我們腫瘤患者的循環(huán)游離DNA主要來自循環(huán)腫瘤細胞DNA。大量文獻研究表明，在消化系統(tǒng)腫瘤、呼吸系統(tǒng)腫瘤、頭頸部腫瘤、婦科腫瘤和皮膚腫瘤等多種腫瘤的早期診斷和預后評估方面，循環(huán)腫瘤游離DNA檢測成為有效手段。

2　CTC檢測與前列腺癌

目前，CTC的檢測包含細胞富集和細胞分析兩個步驟。外周血中CTC數(shù)量稀少，平均每105～107個單核細胞中存在1個CTC［13］，為提高檢測的效率，需應(yīng)用免疫磁性細胞分選法將CTC進行分離富集，主要依據(jù)腫瘤細胞的形態(tài)學特征及某些特異性標志物，利用CellSearch系統(tǒng)來檢測CTC的存在［14-15］。CellSearch系統(tǒng)也是目前唯一通過美國FDA批準用于轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者臨床CTC檢測、預后評估和療效判定的技術(shù)。de Bono等［16］在2008年應(yīng)用CellSearch系統(tǒng)對231例去勢抵抗性前列腺癌（CRPC）患者進行臨床研究，發(fā)現(xiàn)CTC計數(shù)與CRPC患者的藥物敏感性和生存期存在較大相關(guān)性。Goodman等［17］研究了33例抗雄激素治療的前列腺癌患者，對CTC、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、血清睪酮和前列腺特異性抗原（PSA）與療效的相關(guān)性進行了評估，結(jié)果表明CTC是評估激素敏感性前列腺癌患者預后的有效依據(jù)。Schwarzenbach等［18］對81例前列腺癌患者外周血CTC進行檢測，發(fā)現(xiàn)外周血CTC與前列腺癌的分期、Gleason評分存在密切關(guān)系，CTC計數(shù)可以用來評估患者的病情進展。在實際臨床應(yīng)用中，動態(tài)觀察CTC的變化方便實時評價藥物療效及患者預后，但CTC計數(shù)最佳臨界值的設(shè)定仍是爭議的焦點。

在過去大量的CTC計數(shù)相關(guān)研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)CTC能夠反映腫瘤的分子特征［19］，CTC的分子改變也逐步成為近年來的研究新熱點。Darshan等［20］研究證實CRPC患者外周血CTC中AR的亞細胞水平定位與患者對多西他賽化療的反應(yīng)密切相關(guān)。Antonarakis等［21］研究發(fā)現(xiàn)在AR-雄激素受體剪接變異體7（V7）陽性的CRPC患者中，紫杉烷的療效優(yōu)于阿比特龍，而AR-V7陰性的患者中兩種藥物的療效相當，推測AR-V7可用于指導CRPC患者化療藥物的選擇。Sun等［22］研究發(fā)現(xiàn)T-LAK細胞源蛋白激酶（TOPK）在腫瘤細胞中高表達，將TOPK敲除后CTC的遷移能力明顯下降，TOPK可能作為CTC的一個潛在檢測標志和前列腺癌治療靶點。Chen等［23］研究發(fā)現(xiàn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相關(guān)基因，如乙醛脫氫酶1（aldehyde dehydrogenase1，ALDH1）、雌激素受體β（ESR2）等，在CRPC患者中的表達顯著高于激素敏感型前列腺癌患者。CTC的分子和基因檢測是目前研究腫瘤特征的較為可行的一種手段，有助于靶向治療以及腫瘤耐藥機制的研究，有助于推動精準醫(yī)療的進一步發(fā)展，根據(jù)患者腫瘤的分子特征制定個體化的治療方案指日可待。

3　循環(huán)游離DNA甲基化與前列腺癌

DNA序列以外的改變即表觀遺傳學改變在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。當今研究主要集中在DNA甲基化修飾方面，大量文獻表明基因啟動子區(qū)域的高甲基化致使相關(guān)基因表達沉默，調(diào)控細胞周期異常，侵襲力改變，DNA異常修復等，極大程度上影響前列腺癌的病理進展及臨床預后。癌甲基化蛋白1（hypermethylated in cancer 1，HIC1）基因具有抑制腫瘤細胞生長、遷移和侵襲的功能，當激活前列腺癌細胞荷瘤小鼠體內(nèi)沉默的HIC1基因，可以觀察到其明顯的抑癌基因作用［24］。原鈣黏附蛋白8（protocadherin 8，PCDH8）基因編碼鈣黏素相關(guān)蛋白受體，其高表達可以抑制腫瘤細胞的生長和浸潤，其甲基化導致的基因功能失活參與腫瘤的形成和惡性行為進展［25］。屬于原鈣黏蛋白家族成員的PCDH10以及PCDH17也參與前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展［26-27］。GADD45a基因為生長阻滯和DNA損傷基因（grow th arrest and DNA damage gene，GADD），是調(diào)控DNA損傷修復的重要基因，在細胞凋亡中發(fā)揮重要的作用［28］。通常在環(huán)境損傷因子作用后，隨著DNA修復途徑的啟動而誘導產(chǎn)生。Reis等［29］通過檢測34例前列腺癌患者和48例前列腺良性腫瘤患者的血清GADD45a基因甲基化水平，發(fā)現(xiàn)前列腺癌組織中的GADD45a甲基化的發(fā)生率明顯高于前列腺良性腫瘤組織。miRNA是一類具有調(diào)節(jié)基因表達功能的19～25 bp的小分子RNA，能誘導特定的靶mRNA降解或阻抑其翻譯。Lin等［30］研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌中m iR-31基因啟動子區(qū)域DNA高甲基化導致其表達沉默，AR表達升高，有利于前列腺癌的惡性行為發(fā)生。miR-124的高表達具有抑制細胞增殖、遷移的作用，在AR陰性的前列腺癌細胞中m iR-124高甲基化發(fā)生率明顯增加［31］。大量研究證實m iR-143、miR-218、m iR-375、m iR-22、m iR-29a等高甲基化也參與前列腺癌形成［32-35］。此外，還有激素應(yīng)答相關(guān)基因視黃酸受體β（RARB）［36］、信號轉(zhuǎn)導基因配對樣同源域轉(zhuǎn)錄因子2（PITX2）［37］、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶1（glutathione S-transferasepi 1，GSTP1）［38］等基因，其啟動子區(qū)域的異常甲基化與前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預后有著密切關(guān)系。游離DNA甲基化的存在是前列腺癌中普遍現(xiàn)象，因其發(fā)生于前列腺腫瘤形成前期，為臨床早期篩查和檢測提供了幫助。

4　結(jié)論

CTC檢測被稱為“液體活檢”，安全無創(chuàng)，對疾病分子特征的檢測具有實時、動態(tài)的優(yōu)點。越來越多的研究表明，循環(huán)腫瘤細胞對于評價療效、指導癌癥治療及評估患者預后均有一定臨床價值。當患者采用化療、靶向治療或生物治療后，原始腫瘤組織已不復存在，檢測CTC就成為實時監(jiān)測藥效、觀察病情進展不可或缺的工具。但是，應(yīng)該明確腫瘤這一細胞群體具有高度異質(zhì)性，目前對前列腺癌CTC的研究多圍繞單個中心進行的小樣本研究，其結(jié)果僅為我們評價CTC與腫瘤分期、分級及預后之間的關(guān)系提供了初步的臨界值，要建立檢測的金標準和設(shè)定精確的閾值，仍需進行大規(guī)模、多樣本的深入研究。若能在患者接受治療干預前檢測CTC計數(shù)，建立基數(shù)水平，治療的同時動態(tài)檢測CTC數(shù)目變化，則可為患者的預后評估、療效監(jiān)測、個性化方案制定提供更加翔實準確的評價依據(jù)。前列腺癌DNA甲基化檢測作為新的檢測手段，其敏感性和特異性也是亟待解決的問題。希望通過CTC計數(shù)和循環(huán)前列腺癌細胞DNA及其甲基化的檢測和分析，尋找并篩選出一些敏感性和特異性更高的分子指標，實現(xiàn)前列腺癌的早期診斷，為患者的個體化治療提供良好的靶點，為腫瘤學的臨床應(yīng)用開辟一個新的領(lǐng)域。

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R737.25

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.04.05

2015-12-01）

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