乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性的研究进展_李世超
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乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性的研究进展_李世超
发布时间:2014-01-21 12:20:41
·1272·李世超,等乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性的研究进展
综述·讲座
乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性的研究进展
李世超 姜军
第三军医大学西南医院乳腺疾病中心,重庆400038
【摘要】总结乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性相关的研究进展。方法:以“乳腺肿瘤、循环肿瘤细胞和微转移”为 目的:、、系统检索P关键词,ubMedOvidEMBASE、WebofScience的中国生物医学文献数据库等医学数据库(200001-2011 --)。纳入标准:乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性。根据纳入标准,符合分析的文献3乳腺癌循环肿瘤细胞124篇。结果:具有高度异形性,细胞增殖活性低,表达激素受体、血管生成相关分子等多种标志,且与上皮细胞间质化、肿瘤干细胞及肿瘤自身种植等密切相关。循环肿瘤细胞具有与原发灶、转移灶内肿瘤细胞明显不同的生物学特征。结论:乳腺癌循环肿瘤细胞具有自身独特的生物学特性,进一步深入研究其生物学特性有助于加深对肿瘤播散和转移机制的认识。【关键词】循环肿瘤细胞;生物学特性;综述文献 乳腺肿瘤;
():中华肿瘤防治杂志,2012,19161272-1275
Proressinbioloicalcharacteristicsofcirculatinbreasttumorcells - ggg
LIShichao,JIANG Jun -
DiseaseCenter,Southwest Hosital,Third MilitarMedicalUniversitChonin00038,P.R.ChinaBreast py y,gqg4
[roressABSTRACT]BJECTIVE:Tosummarizetheinbioloicalcharacteristicsofcirculatinbreasttumorcells. O - pggg :AMETHODScomrehensivesearchstrateforreviewliteraturewaserformedtowardstheelectronicdatabasesinclu -pgyp ,,,dinPubMedOvidEMBASE,WebofScienceandChineseBiomedicalLiteraturedatabaseusinterms“breastneo -gg ,“”,“”():lasm”circulatintumorcellsmicrometastasis200001-201112.EliibilitCriteriaPublicationsrelatedtobio -- -pggy loicalcharacteristicsofcirculatinbreasttumorcellswereincludedinthisreviewand34literatureswerecited.RE - -gg :rimarSULTSThebioloicalcharacteristicsofcirculatinbreasttumorcellsweredifferentfromthatofcellsinandme - -pygg ,,,,tastatictumorincludincellularatiaexressedmoleculesanioenesisandrelationshiwitheithelialtoroliferation gyppggppp ,transitiontumorstemcellandtumorselfseedin.CONCLUSION:Withresecttobioloicalcharacteristicsmesenchmal - gpgy,ofcirculatinbreasttumorcellsfurtherinvestiationonthesecharacteristicsmahelenhancetheunderstandinof - ggypg tumordisseminateionandmetastasis.
[];;;KEYWORDSreastneolasmscirculatintumorcellsbioloicalcharacteristicreviewliterature b pgg
():ChinJCancer Prev Treat,2012,19161272-127
5
对乳腺癌转移过程认识的主流观点仍是“种 目前,
学说,即肿瘤细胞自原发灶脱落,直接或经淋子-土壤”
巴系统间接进入血循环系统进而在远处组织、器官增殖,最终形成转移灶,这部分脱落进入循环系统的肿
【);基金项目】第三军医大学校81102030 国家自然科学基金()管课题(2010XLC03
【第一作者简介】男,吉林蛟河人,博士,主要从事乳 李世超,腺癌血行转移机制的研究工作。:E-mailshichaoli85@163.com
【通讯作者简介】男,黑龙江哈尔滨人,博士,主任医师, 姜军,教授,博士生导师,主要从事乳腺及甲状腺疾病的基础与临床研究工作。
::cbdTel86-23-68754160 E-mailedmail.com.cn@mj
瘤细胞即被称之为循环肿瘤细胞(circulatintumorg
[1]
,。既往临床试验研究发现,检测乳腺癌cellsCTC)
患者外周血C疾病进展和预后TC在乳腺癌早期诊断、判断以及疗效实时监测等方面均具有重要参考价
]23-
。但是,值[针对CTC生物学特性的研究尚处于起
步阶段,对CTC本身分子生物学特征的认识还很模糊。因此,有关乳腺癌C包括细胞形TC生物学特性,态特征、增殖活性、肿瘤相关分子表达状态及其在上皮肿瘤干细胞和肿瘤自身种植等方面的研细胞间质化、究具有重要意义。
1 CTC的形态特征
CTC同原发肿瘤及转移灶内肿瘤细胞一样具有明显的细胞异形性,包括高核质比例、直径较白细胞大
中华肿瘤防治杂志2012年8月第19卷第16期CHINJCANCERPREVTREAT,Auust2012,Vol.19No.16·1273·
且胞核呈颗粒状或斑点状、组织特异性染色呈阳性以由于C及癌基因呈高表达状态等。然而,TC数量稀少目前有关C且受分离技术所限,TC形态特征的研究多是基于荧光染色观察的结果,仅对细胞大小和核质比
[]等基本信息作粗略观察。Marrinucci等4利用光纤扫
3 CTC分子表达特征
3.1 激素受体
,雌激素受体(和孕激素受estroenrecetorER) gp
,是乳腺癌内分泌治疗体(roesteronerecetorPR) pgp
[1]
的靶点,也是重要的预后相关指标。A检测ktas等1
观察了1例3描技术结合免疫荧光方法,8岁转移性乳腺癌患者外周血中CTC的细胞形态特征。结果在10mL外周血中检测到659个CTC,CTC同原发肿瘤
以及腋窝淋巴结、骨髓转移灶内的肿瘤细胞具有相似观察到的C的细胞成分及异形性。但是,TC多处于凋亡状态。另外,CTC在细胞形态上具有高度的异质主要表现为核质比高低不等和肿瘤细胞异形性不性,
同。其中,高核质比的C约占TC细胞异形性显著,而低核质比的C22.9%;TC则不具有明显的细胞异形性,研究者推测这部分CTC可能属于中高分化的肿瘤
[4]5]
。M细胞[enCTC的核质比明显高于g等也发现,
了转移性乳腺癌患者CTC中ER和PR的表达状态(),/其中阳性比例分别为1和1n=879%(1787)0%
(/),且不同于原发瘤激素受体状态,不一致率分别987为41%和45%。另一项研究显示,17例CTC阳性的转移性乳腺癌患者中,ER阳性及PR阳性的CTC分
[12]
/)/。不同研究间的差和1别占35%(6172%(217)
也可能是由于采用的检测异可能系肿瘤异质性所致,
[3]
在对早期乳腺癌患者的研究中方法不同。Fehm等1
发现,ER阳性CTC占25%,PR阳性CTC则仅占
提示在肿瘤发展的不同阶段,4%,CTC分子表达水平可能有所区别。
周围血白细胞(0.8±0.1vs0.55±0.05,P< )。抽取接受根治手术及术后辅助治疗、无明0.0001
显临床复发转移征象的乳腺癌患者外周血,发现CTC)直径大小为(相较于未治疗原发肿瘤29.8±6.5m,μ〔((或转移灶〔的患32.0±5.8)m〕33.9±8.3)m〕μμ),提示乳腺癌者,CTC直径小(P=0.047,P=0.0047 CTC大小可能受到肿瘤负荷以及治疗状况的影响。然而,在C循血流播散以及远处增殖的TC脱落入血、过程中,哪些形态特征会发生改变以及这些变化会产生怎样的结果有待进一步研究。
3.2 表皮生长因子受体
对于过表达表皮生长因子受体2(humaneider -p
)的乳腺癌患者,在接受分子靶malrecetor2,HER2 --p
向辅助治疗后仍可获得生存收益,而HER2阴性的患-
[4]者则治疗无效。P检测4estrin等10例进展期乳腺癌
患者C患者CTC后发现,15例(37%)TC中HER2-
/表达呈阳性,有2的患者原发肿瘤HE9%(828)R2-表达呈阴性而C提示这部分患者TC过表达HER2,-
可能仍会获益于赫赛汀治疗。另外一项前瞻性、多中心及样本量更大的临床研究也得到类似结果,245例患者CTC阳性的转移性乳腺癌患者中,50例(41%)
这其中有2患者CTC过表达HER2分子,5例(32%)-
[5]
。在早期(原发肿瘤HER2表达呈阴性1-Ⅰ~Ⅱ期)
可手术乳腺癌患者中,HER2阳性CTC的检出率略-[16]
/)。另外,有降低,约2存在HE4.5%(53216R2表-
2 CTC的增殖活性
据肿瘤转移模型研究结果发现,每日每克肿瘤组
6
织中可有1×1个肿瘤细胞脱落入血,然而上皮源性0]67-
。为了探肿瘤细胞在循环系统的生存率却非常低[
[]
究乳腺癌患者外周血CTC的增殖活性,Méhes等8通
达阳性CTC的患者多为导管癌类型且肿瘤分期相对
[17]
。随访发现,对于C较高(P=0.002)TC过表达其无进展生存率和总生存率均降HER2分子的患者,-18]
。由于HE低[R2基因定位于人17号染色体长臂,-[9]
又研究了转移性乳腺癌患者CHaashi等1TC中17y
号染色体的状态。结果发现,患者的10例(19.2%)
过原位末端标记技术检测CTC胞核内凋亡相关的
大部分细胞角蛋白及上DNA链断裂情况。结果发现,
皮源性黏蛋白表达阳性的CTC处于凋亡状态。这些处于凋亡状态的C中间丝TC同时具有细胞体积增大、减少或断裂、出现凋亡小体及核固缩等典型细胞凋亡
[]
特征。Rossi等9通过检测一种仅在细胞凋亡早期暴
露的细胞角蛋白1也得到8相关肿瘤抗原表位M30,类似结果。在34例乳腺癌患者中,19例在治疗前,而MCTC检测呈阳性(56%)30阳性的患者达79%(/)。增殖核抗原K1519i67也是目前检测原发肿瘤-细胞增殖活性最可靠的指标之一。Müller等
[10]
CTC中存在多倍体状态的17号染色体。以上研究结
果说明,原发肿瘤激素受体或HER2分子表达阴性但-其在C仍存在获益于相应辅助治TC表达阳性的患者,疗的基础,但尚需进一步的大规模临床研究予以印证。
检测
3.3 肿瘤血管生成相关分子
在肿瘤发生和演进的过程中,肿瘤新生血管不仅
新生的血管内皮细胞还可分能为肿瘤细胞提供养分,
泌多种生长因子刺激周围肿瘤细胞生长。肿瘤血管生成的过程主要受缺氧诱导因子1hoxiainducibleα( yp
的4有9例C7例乳腺癌患者中,TC呈阳性但均不表达K进入血循环系统的Ci67。可见,TC多处于低增-殖活性的凋亡状态。
·1274·李世超,等乳腺癌循环肿瘤细胞生物学特性的研究进展
[9]25]
。R可能是最终形成转移灶的根本所在[euben等2
,)和血管内皮生长因子(factor1HIF1vascularen-α-α -
,调节,同时也受到其rowthdothelialfactorVEGF) g,他因子如黏着斑激酶(等focaladhesionkinaseFAK)
[0]
促进作用。K对转移性乳腺癌患者血标本alleri等2g
发现,约60%的CTC会表达与细胞自身更新相关的
[5]
基因NO也报道了6TCH1;Aktas等29例CTC阳性
转移性乳腺癌患者中,有69%的患者CTC表达干细胞标志乙醛脱氢酶1(aldehdedehdroenase1,AL -yyg),在治疗随访期间,,患者治疗效果与其CDH1TC是否
[0]
表达A的LDH1存在一定的相关性。Raimondi等3
[1]
研研究也得到类似结果。同时,Theodorooulos等3p
中CTC进行检测后发现,CTC可表达VEGF、
VEGF2、HIF1AK等多种参与肿瘤血管生成的-α和F关键分子,表达率分别为7提3%、71%、56%和81%,示乳腺癌患者血循环中存在部分具有诱导血管生成潜能的C这将有利于转移灶的形成,但具体作用机TC,制有待进一步研究。
究小组发现,在乳腺癌患者外周血CTC中也存在另一
+-/low
/(的肿瘤干细胞亚群,部分CD44CD2435.2%)
4 CTC与上皮间质转化
基于目前人们对肿瘤转移机制的了解,肿瘤细胞自原发肿瘤脱落进入血循环需要经历上皮间质转化(,的过程。eithelialtomesenchmaltransitionEMT) py
在这一过程中,上皮肿瘤细胞获得更强的迁移能力并上调多种可降解细胞外基质的蛋白酶,从而更具侵袭
[1]23-
。研究不同EMT性并侵入到血循环中成为CTC2
,提示循环肿瘤干细胞(circulatintumorstemcells g
也存在异质性。CSTC)
另外,值得注意的是,CTC不仅对转移灶的形成意义重大。研究发现,远处转移灶播散入血的CTC还可再度循环、侵袭到原发灶内并继续增殖,即CTC的
[]3234-
)。目前,自身种植(在乳腺癌、结直肠selfseedin-g
癌和黑色素瘤的动物模型中均观察到了高侵袭性原CTC介导肿瘤自身种植的现象。这些研究还发现,
发肿瘤细胞分泌的白介素-均可以作为6和白介素-8,
[5,]3234-
。这在CTC的趋化因子而促进肿瘤自身种植2
一定程度上解释了肿瘤大小、血管生成与疾病预后的
标志分子及信号转导途径在C有助于TC的表达水平,但目前这方面的报道还十分有进一步认识这一过程,
限。以往动物实验表明,阻断高转移性的4T1鼠乳腺癌细胞表达T实验动物体内瘤荷及Cwist分子后,TC
[5]24]
。A数目均有所下降[利用Rktas等2T-PCR技术
以及完整切除肿瘤后肿瘤局部复发的原因。关系,
检测发现,蛋白激酶B和磷脂酰肌醇-Twist1、3激酶α等EMT相关标志分子,在转移性乳腺癌患者外周血
[6]
检测发现,转移性CTC均有不同程度表达。Risi等2
)乳腺癌患者中,约4的患者C8%(n=55TC表达中间
6 结语
随着现代生物学技术的发展,人们在探讨CTC临床应用的同时也应该密切关注其生物学特性,这将有利于深入了解肿瘤播散、侵袭及转移的确切分子机制,为乳腺癌个体化综合治疗以及新治疗策略的探索提供更为有力的理论基础。
且这部分患者无丝蛋白及纤维连接蛋白等间质分子,
进展生存率较不表达EMT标志的患者降低(6.6vs 。以上研究结果说明,15.3个月,P=0.000)CTC在
经历EMT过程后获得更强的迁移侵袭能力,并且与
[7]疾病预后息息相关。K不仅检测了EMTalleri等2g
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相关分子在转移性乳腺癌患者C还检测TC中的表达,了其在早期可手术乳腺癌患者CTC的表达。结果发现,转移性乳腺癌患者CTC中,EMT相关分子表达程度高于早期乳腺癌患者,进一步支持发生EMT过程的C现有基于检测上TC更具转移潜能。研究发现,皮抗原的技术,无法检测到因发生EMT过程而缺失表达上皮抗原的部分C其比例可达3TC,8%~40%,
[8]
。深入而这部分未检测到的CTC可能更具侵袭性2研究C有利于针对肿瘤细TC发生EMT的分子机制,胞早期播散寻找更有效的治疗措施。
5 CTC与肿瘤干细胞及肿瘤自身种植
既往研究表明,仅0.01%的CTC能够增殖形成肉眼可见的转移灶,提示外周血CTC中存在少数具备肿瘤干细胞潜能的亚群,这部分肿瘤干细胞样的CTC
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收稿日期:2012-05-19 修回日期:2012-06-28
(编辑:史本玲)
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本文编号:146131
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