循環(huán)腫瘤細(xì)胞在腫瘤診斷中的研究進(jìn)展

楊 梅，張曉天，武 婧，宿麗杰，鄭永晨，朱洪權(quán)*

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院 1.檢驗(yàn)科；2.中心實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春130041)

惡性腫瘤因其較高的發(fā)病率和死亡率，成為嚴(yán)重威脅人類健康的主要疾病之一。液體活檢能夠應(yīng)用于腫瘤的早期診斷、預(yù)后監(jiān)測(cè)、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、個(gè)體化治療和療效評(píng)估等方面[1]。液體活檢用于檢測(cè)的生物標(biāo)志物有：循環(huán)腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA),循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cell,CTC),和外泌體(exosomes)[2]。其中，CTC是指自發(fā)或被動(dòng)地從腫瘤原發(fā)病灶中脫落侵入血管并進(jìn)入到血液循環(huán)，能夠在肺、腦、肝或骨等遠(yuǎn)處部位形成病變，并在血流轉(zhuǎn)運(yùn)中得以鑒別的腫瘤細(xì)胞[3]。在本文中，我們對(duì)CTC的生物學(xué)特性、分離富集、轉(zhuǎn)移和臨床應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，希望能為CTC的進(jìn)一步研究提供參考依據(jù)。

1 CTC的生物學(xué)特征

CTC是由澳大利亞醫(yī)生Thomas R.Ashworth于1869年首次提出的[4]，在晚期轉(zhuǎn)移性腫瘤患者尸檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，它存在于患者外周血中且與原發(fā)腫瘤細(xì)胞相似[5]。CTC具有稀有性和異質(zhì)性特征，在晚期癌癥患者血液循環(huán)中每毫升血液約106-107個(gè)紅細(xì)胞中可發(fā)現(xiàn)1-100個(gè)CTC，因此，CTC具有稀有性[6]；不同類型癌癥的不同患者，甚至同一患者的癌細(xì)胞之間均存在較大的分子和細(xì)胞異質(zhì)性[7]。

2 CTC的轉(zhuǎn)移過(guò)程

腫瘤細(xì)胞能夠通過(guò)轉(zhuǎn)移在重要的遠(yuǎn)處器官傳播和定植，大致包括局部浸潤(rùn)、內(nèi)滲、遷移、外滲和定植幾個(gè)步驟[8]。腫瘤形成后，大量腫瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)血管生成。隨著腫瘤的發(fā)展，癌細(xì)胞可能進(jìn)一步進(jìn)入血管。雖然大多數(shù)腫瘤細(xì)胞會(huì)被血液循環(huán)中的免疫系統(tǒng)殺死，但也有一些可能存活下來(lái)。這些幸存的CTC可以粘附在血管壁上侵襲滲出[9]，并在循環(huán)中遷移，最終增殖形成一個(gè)新的腫瘤組織[10]。

3 CTC的分離富集

CTC的分離方法主要基于其生物學(xué)特性和物理學(xué)特性，其最終目標(biāo)都是以可行和完整的狀態(tài)有效地分離這種稀有細(xì)胞群[6]。

依據(jù)其生物學(xué)特性的Cell Search 系統(tǒng)，是一種使用裝載有抗EpCAM抗體的免疫磁珠捕獲CTC的方法，目前是FDA(美國(guó)食品和藥物監(jiān)督管理局)批準(zhǔn)的用于檢測(cè)乳腺癌、前列腺癌和結(jié)直腸癌中CTC的唯一裝置[11]。它通常被用作其他檢測(cè)和富集方法的標(biāo)準(zhǔn)。

基于其物理特性的分離方法主要是根據(jù)細(xì)胞體積、細(xì)胞變形能力、細(xì)胞密度和細(xì)胞膜特性的差異等[12]。這類方法的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需標(biāo)記即可對(duì)CTC進(jìn)行分離[1]。由此開(kāi)發(fā)的CTC富集平臺(tái)如：Parsortix系統(tǒng)[13]、ApoStream系統(tǒng)[14]、Vortex微流體技術(shù)[15]等。

當(dāng)前對(duì)CTC分離的技術(shù)方法已有很多，但仍缺乏捕獲率高、純度高、耗時(shí)短并對(duì)下游分析影響極小的富集方法，我們應(yīng)繼續(xù)致力于CTC富集分離平臺(tái)的研究，以期更可靠地下游分析[16]。

4 CTC的臨床應(yīng)用

從臨床角度來(lái)看，CTC是檢測(cè)惡性腫瘤及其早期轉(zhuǎn)移的有效生物標(biāo)志物[17]，除了CTC的計(jì)數(shù)之外，CTC的捕獲還可以幫助描述腫瘤性疾病轉(zhuǎn)移的生物學(xué)特征，用于監(jiān)測(cè)治療反應(yīng)[18]，并進(jìn)一步發(fā)展個(gè)性化的治療方法[19]。本文對(duì)幾種已經(jīng)明確可用CTC監(jiān)測(cè)的惡性腫瘤進(jìn)行描述。

4.1 非小細(xì)胞肺癌

CTC的計(jì)數(shù)和分子分析與非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的治療及療效監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)移和預(yù)后密切相關(guān)。De-Gang等[20]的實(shí)驗(yàn)證明CTC中的GALC表達(dá)與NSCLC的腫瘤數(shù)量和轉(zhuǎn)移相關(guān)，CTC中GALC的表達(dá)水平與治療結(jié)果呈負(fù)相關(guān)；且EMT-CTC水平較高者遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和治療效果差。Dhar M等[21]的研究結(jié)果表明CTC上PD-L1的表達(dá)水平能反映腫瘤組織治療的進(jìn)程，表達(dá)水平較高者治療效果較好，PD-L1+ CTC計(jì)數(shù)的連續(xù)監(jiān)測(cè)有助于確定疾病療效的變化。Wu等[22]發(fā)現(xiàn)CTC計(jì)數(shù)是預(yù)測(cè)癌癥患者預(yù)后的重要指標(biāo)，目前臨床應(yīng)用較為廣泛。

4.2 乳腺癌

CTC計(jì)數(shù)與乳腺癌的進(jìn)展、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。Allard等[23]發(fā)現(xiàn)，CTC主要存在于惡性乳腺疾病患者中，在良性疾病患者中是罕見(jiàn)的。與良性乳腺疾病相比，乳腺癌患者外周血中CTC的發(fā)生率和數(shù)量顯著升高。Rugo等[24]發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中，CTC在全身治療開(kāi)始前每7.5 ml血液中計(jì)數(shù)超過(guò)5個(gè)CTC者，患者的無(wú)進(jìn)展生存期和總生存期較短。Ana Elisa Lohmann 等[25]發(fā)現(xiàn)，CTC計(jì)數(shù)與腫瘤標(biāo)志物CA15-3和CEA呈正相關(guān)，與某些代謝標(biāo)志物呈負(fù)相關(guān)，能夠反映腫瘤的負(fù)荷和惡病質(zhì)狀態(tài)。除此之外，Zhang等[26]的研究結(jié)果顯示上皮表型陽(yáng)性的CTC與癌癥的早期階段有關(guān)，大量循環(huán)的間充質(zhì)表型的CTC與癌癥遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)，CTC有望成為乳腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)因子。

4.3 前列腺癌

CTC計(jì)數(shù)及分子表征和功能分析可提供前列腺癌的病情監(jiān)測(cè)、治療及預(yù)后等相關(guān)信息。León-Mateos L等[27]對(duì)轉(zhuǎn)移性去勢(shì)耐抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者的CTC計(jì)數(shù)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)與 <5 CTC/7.5 ml的患者相比，血中 >5 CTC/7.5 ml者總體生存率較低。Van der Toom EE等[28]對(duì)前列腺癌患者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PanCK-/Vim+ CTC的數(shù)量與腫瘤負(fù)荷、腫瘤侵襲性和低生存率有關(guān)。此外，XU等[29]還發(fā)現(xiàn)，與其他CTC亞型相比較，PanCK+/Vim+ CTC與PSA水平相結(jié)合對(duì)預(yù)測(cè)癌癥轉(zhuǎn)移的效果更好。因此，對(duì)CTC亞型進(jìn)行識(shí)別可以進(jìn)一步幫助監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)癌癥的進(jìn)程。El-Heliebi等[30]對(duì)PC患者CTC的前列腺特異性轉(zhuǎn)錄物(AR-V7)、PSA進(jìn)行量化，結(jié)果表明基于CTC的AR-V7可以作為評(píng)估m(xù)CRPC患者療效監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物。

4.4 肝癌

CTC與肝癌(HCC)的臨床病理特征高度相關(guān)，是早期診斷的新指標(biāo)，也是早期復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素[31]。在Qi等[32]的研究中，有超過(guò)90%的HCC患者CTC陽(yáng)性，即使是早期疾病也是如此。而且，研究顯示術(shù)前CTC計(jì)數(shù)和間充質(zhì)-CTC百分比與HCC早期復(fù)發(fā)、肝內(nèi)復(fù)發(fā)及肺轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Chen等[33]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CTC計(jì)數(shù)和EMT分類與HCC的臨床分期和復(fù)發(fā)相關(guān)，提示它們可能是早期診斷HCC轉(zhuǎn)移和進(jìn)展的潛在標(biāo)志物。CTC變化也可以作為肝病預(yù)后的評(píng)估指標(biāo)，Ye等[34]的試驗(yàn)結(jié)果證明HCC術(shù)后CTC計(jì)數(shù)(>2和>5)和術(shù)前術(shù)后CTC計(jì)數(shù)的變化與PFS顯著相關(guān)，可作為HBV相關(guān)性肝癌患者PFS的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)。因此，對(duì)CTC計(jì)數(shù)、CTC EMT過(guò)程的研究仍然是診斷、治療癌癥重要的輔助工具。