循环肿瘤细胞的研究进展及其在宫颈癌的研究前景
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374West China Medical Journal, Vol.29, No.2 Feb. 2014 华西医学 2014, 29(2)
循环肿瘤细胞的研究进展及其在宫颈癌的研究前景
杨光琼,杨沛
【摘要】 宫颈癌是女性恶性肿瘤中最常见的肿瘤之一。目前,宫颈癌的治疗手段是手术辅以放射治疗(放疗)加化学治疗(化疗),且术后复发率较高。在宫颈癌早期可选用手术治疗,同步放、化疗适合于肿瘤各期;部分患者术后根据病理结果,如有高危因素者可能需要补充放、化疗。但现在尚无可靠的无创性指标来预测该疾病的复发,转移和预后。循环肿瘤细胞(CTCs)是存在于患者外周血循环的肿瘤细胞,是肿瘤发生转移的关键。因此,宫颈癌外周血CTCs的检测将有助于临床工作者制定更加个体化的治疗方案,减少复发和转移,改善患者预后。本文就CTCs的研究进展及在宫颈癌的发展前景作一综述。【关键词】 宫颈癌;循环肿瘤细胞;研究进展【文献标志码】 A DOI: 10.7507/1002-0179.20140115综 述
【基金项目】 四川省科技厅科技支撑项目(2009SZ00141)【作者单位】 四川大学华西妇产儿童医院妇科(成都,610041)【作者简介】 杨光琼(1987-),女,云南昭通人,医师,在读硕士,E-mail:****************【通讯作者】 杨沛,E-mail:****************【网络出版时间】 2014-02-14 17:48【网络出版地址】 http://www.cnki.net/kcms/doi/10.7507/1002-0179.
20140115.html宫颈癌是女性恶性肿瘤,其发病率及死亡率位居
第二的,仅次于乳腺癌。随着医疗技术的发展,宫颈
癌在诊断治疗方面取得一定进展,但大多数宫颈癌患
者在初治两年内会复发和转移。据统计各种治疗方法
总共约有35%会复发[1],7%~21%的会发生远处转
移[1]。影响宫颈癌复发和转移的因素很多,但究其根
源,这主要和外周循环肿瘤细胞(CTCs)有关。CTCs
是指由于自身脱落或其他原因从原发灶或转移病灶进
入外周血循环、淋巴循环的肿瘤细胞。目前尚无确切
的检测肿瘤早期转移的手段,有效的早期干预不行,
即使是高分辨率的影像学技术也无能为力。因此,有
效发现外周血中的CTCs不仅对肿瘤的诊断,复发和
预后的判断有重要意义,而且对指导临床治疗也具有
很大的价值。
1 CTCs概述
在一个多世纪以前,奥地利病理学家Ashworth[2]
首次报道了在1例因癌症死亡的患者的外周血中发现
了类似肿瘤的细胞,并提出了CTCs的概念,此后人
们对CTCs的研究逐步深化,近年来已经成为肿瘤研
究热点之一。大多数进入循环的肿瘤细胞在短期内死
亡,只有生命力强、高度转移潜能的CTCs存活下来,
并在一定条件下发展为转移灶。而外周血的CTCs能否形成远处转移灶与自身基因表达谱密切相关,有些CTCs在血液的剪切力以及免疫因子的作用下发生了
凋亡;而有些CTCs能克服血液的剪切力及免疫系统
的防御作用,最后发生远处转移。因此CTCs的转移
能力是由自身因素、周围微环境及免疫系统等共同决
定的。CTCs状态对远处转移灶的形成非常重要。首先
外周血CTCs细胞数目较少,其次分离相对困难,且
我们对其外周血中的增值特性了解较少,这都限制了
对肿瘤复发转移机制的探索。随着分子生物学技术的
发展,CTCs的检测技术有了很大进步。目前CTCs
检测包括富集和检测两步:常用的富集技术主要有免
疫磁分选,密度、梯度离心和细胞过滤等。检测技术
包括逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、免疫组织化学
技术(ICC)、荧光原位杂交技术(FISH)和流式细胞术
(FCM)等。由富集及检测技术相结合的分析技术即
细胞检测系统在2004年经美国食品药品监督管理局
(FDA)批准上市,此方法可检测出乳腺癌等实体瘤外
周血中的CTCs[3],且研究证实检测结果与RT-PCR方
法具有高度一致性[4]。这为CTCs的进一步研究提供
了更广阔的技术平台,如通过流式细胞术检测CTCs
表面的特异抗体等。但目前CTCs检测仍面临着很多
难题,如CTCs的间断性脱落,基因的不稳定性,这些
因素增加了研究肿瘤复发转移机制的难度。CTCs具有重要的临床价值,乳腺癌、胃肠癌、前
列腺癌和食管癌等多种肿瘤患者外周血中的CTCs都
与疾病进展及不良预后有关。研究较多的是在乳腺
癌,如Cristofanilli[5] 在做乳腺癌的临床实验中,检测177例转移性乳腺癌患者7.5 mL外周血中CTCs的数
量,发现治疗前外周血中CTCs≥5较CTCs<5的375华西医学 2014, 29(2) West China Medical Journal, Vol.29, No.2 Feb. 2014
患者预后差,经过统计分析显示CTCs可作为预后的
独立因素,在治疗期间检测CTCs的动态变化能反映
疾病的进展情况。实时定量RT-PCR检测食管癌患者CEAmRNA发现刚手术后的患者外周血中CTCs最
多,提示外周血中CTCs可能与肿瘤的转移有关。但
单凭CTCs并不能预测肿瘤转移,因为这些CTCs中
的大部分不久就会进入自杀程序,只有极少数的细胞
具有转移的潜能。
2 CTCs在宫颈癌的临床应用
2.1 宫颈癌CTCs的标志物
外周血CTCs的检测的特异性取决于血清标志
物的选择。不同的肿瘤类型有不同的肿瘤标志物,如
乳腺癌[上皮细胞黏附分子(EPCAM),细胞角质素8、18和19等,表皮生长因子受体(EGFR),MUC-
1,HER-2],前列腺癌[EPCAM,前列腺特异抗原
(PSA)],以及结直肠癌[癌胚抗原(CEA),细胞角质
素20,EGFR)]。它们均可作为标志物用于CTCs检测,
如在患者外周血中检测到这些特异的标志物,则提示
肿瘤的存在。
研究表明,99.0%以上的宫颈癌患者可检测到人
乳头瘤病毒(HPV),HPV DNA的E6/E7基因整合到
宿主基因并稳定表达与宫颈癌的发生,发展关系密切。Liu等[6]在治疗前对60例宫颈癌患者进行HPV DNA
检测,阳性率为20.0%(12/60)。Pao等[7]应用巢
式RT-PCR技术检测15例Ⅳ期宫颈癌患者外周血
的HPV16,结果显示HPV16的阳性表达率为86.7%
(13/15),且13例阳性患者外周血的HPV16的检出率
为92.3%(12/13),而HPV阴性者和正常对照组均未
检测出HPV16的表达。据以上文献可知,患者外周血HPV的检出率为20.0%~92.3%,也提示宫颈癌患者
外周血HPV16 mRNA的存在可作为检测CTCs的一
个敏感指标。但由于并非所有的宫颈癌均有HPV16、18感染,如鼻咽癌、乳腺癌等也与HPV感染有关,所
以将HPV DNA作为CTCs的检测有一定局限性。
同时,已有研究以鳞状上皮细胞抗原(SCCA)作
为肿瘤标志物检测宫颈癌患者外周血的CTCs。如Duk等[8]采用酶联免疫检测,研究结果显示患者血清SCCA的阳性表达率为55.7%,且多因素分析SCCA
可作为宫颈癌的独立预后指标。同时Stenman等[9]采
用RT-PCR技术,检测了15例宫颈癌患者外周血中的SCCAs,其阳性率为40.0%,跟踪随访了2年后其中
6例SCCA阳性者中3例复发,而9例阴性者有2例
复发。综上所述SCCA将有助于宫颈癌的分期和预后
判断。最近还有研究用宫颈癌的相关肿瘤标志物来检
测CTCs,如赵新玲等[10]采用RT-PCR法检测宫颈癌
患者外周血中MAGEA3、hSTC1mRNA的表达,将肿
瘤患者实验结果和临床病理结合分析发现,MAGEA3、hSTC1mRNA在早期宫颈癌和对照组的阳性表达率分
别为46.7%和0.4%和0.0%,差异有显著性(P<0.05),
说明用宫颈癌患者外周血MAGEA3和hSTC1mRNA
的表达来判断早期宫颈癌患者外周血中存在循环肿
瘤细胞是可行的。陈鲁等[11]也应用RT-PCR检测
了291例0~ⅡA期宫颈癌外周血的CK19mRNA的
表达,阳性表达率为19.9%,结合临床病理资料分
析,宫颈癌外周血CK19 mRNA阳性与临床分期、淋
巴结转移、淋巴血管间隙受侵和深肌层浸润存在明
显的相关性(P<0.05),所以可认为CK19 mRNA
也可作为检测宫颈癌外周血循环肿瘤细胞的指标之一。2.2 宫颈癌CTCs标志物的探索方向
2.2.1 上皮特异性细胞粘附分子(EpCAM) EpCAM
常被用作CTCs的检测标志,因为它以多聚体的形式
广泛表达于上皮组织表面。有研究显示在人的131种
肿瘤中有98种肿瘤表达EpCAM,EpCAM在多种恶
性肿瘤中均呈高表达,如结直肠癌、前列腺癌、肝癌、
乳腺癌、卵巢癌等[12]。严颖等[13]用RT-PCR的方法
以EpCAM为标志,检测转移性乳癌外周血的CTCs,
结果显示转移性乳癌患者的EpCAM mRNA阳性率在
化疗前及第1周期化疗后分别为37.8%和42.6%,且
转移生存分析显示第1周期化疗后EpCAM阳性的患
者与EpCAM阴性的患者相比,中位病情进展时间明
显缩短,分别为7.1月和11.1月(P= 0.013)。尽管目
前无研究表明EpCAM在宫颈癌组织中高表达,但正
常宫颈上皮有EpCAM的表达,且外周血细胞不表达EpCAM,所以它有可能作为检测宫颈癌CTCs的分子
标志物之一,来预测宫颈癌的复发和转移。2.2.2 分子抑制因子(Id-1) 近期研究发现,Id-1在
实体瘤如乳癌,前列腺癌,宫颈癌肿瘤中表达比对照
组高,且上调程度与患者预后密切相关[14, 15]。已有研
究采用免疫组化和RT-PCR对上百例的宫颈癌,癌前
病变和正常宫颈组织进行检测,结果显示Id-1的蛋白
水平和mRNA水平在子宫颈癌组织中高表达,且Id-1
的表达水平与肿瘤分化,淋巴转移,间质浸润等恶性
行为密切相关。体外的实验也表明,HPV阳性的宫颈
癌细胞株Siha和Caski的Id-1表达水平也高于正常
宫颈上皮永生化的细胞株。从理论上可以考虑将Id-1
作为宫颈癌CTCs检测的肿瘤标志物之一。但是不是
其他细胞也有表达,这都有待于进一步的实验室研究
和大规模的临床实验研究。