趙靜　李小麗　索振河

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤科，鄭州　450052

循環(huán)腫瘤細(xì)胞及游離DNA甲基化與前列腺癌的研究進(jìn)展△

趙靜李小麗索振河#

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤科，鄭州450052

近年來(lái)，我國(guó)人口老齡化問(wèn)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(jiàn)的惡性腫瘤。如何對(duì)前列腺癌患者進(jìn)行盡早診斷及療效評(píng)價(jià)是目前的研究熱點(diǎn)。近十年來(lái)，血液循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）和循環(huán)游離腫瘤DNA（ctDNA）因其無(wú)創(chuàng)傷、實(shí)時(shí)采樣和優(yōu)先于影像學(xué)檢查等特點(diǎn)，引起了腫瘤學(xué)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(píng)價(jià)和預(yù)后評(píng)估方面的價(jià)值，國(guó)內(nèi)外已有大量文獻(xiàn)報(bào)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(xì)胞；循環(huán)游離DNA；前列腺癌；甲基化；生物標(biāo)志物

我國(guó)人口老齡化形勢(shì)日益嚴(yán)峻，男性前列腺癌發(fā)病例數(shù)逐年遞增［1］。有統(tǒng)計(jì)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(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的腫瘤患者生存率僅為33.5%［2］。過(guò)去的10年中，前列腺癌的檢測(cè)手段和治療方法雖然有所進(jìn)步，但患者確診晚，轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)率高，是當(dāng)前臨床亟待解決的問(wèn)題。研究證實(shí)循環(huán)腫瘤細(xì)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(píng)價(jià)及預(yù)后分析等領(lǐng)域的研究提供了新的契機(jī)。

1　循環(huán)腫瘤細(xì)胞與血液游離DNA

CTC是指自發(fā)或因診療操作進(jìn)入外周血循環(huán)的腫瘤細(xì)胞。有關(guān)CTC的報(bào)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(cè)到和原發(fā)癌灶生物學(xué)特征極其相似的細(xì)胞，而Engell［5］在1955年首次描述血液中的轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞的存在。這種由原發(fā)癌灶脫落并能轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)距組織或器官的CTC是轉(zhuǎn)移性腫瘤形成的主要來(lái)源［6］。由于微環(huán)境的改變，脫離癌灶的腫瘤細(xì)胞在外周血中生存期較短，存留在循環(huán)血中的腫瘤細(xì)胞具有生存力強(qiáng)、侵襲力高的特點(diǎn)［7］。CTC能夠逐步集聚成癌栓，乃至進(jìn)一步發(fā)展成為轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶。因此，通過(guò)對(duì)CTC的檢測(cè)，能夠進(jìn)一步了解原發(fā)腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況。CTC檢測(cè)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(píng)估中廣泛應(yīng)用，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)患者病情進(jìn)展和進(jìn)行預(yù)后評(píng)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(wú)細(xì)胞狀態(tài)的胞外DNA［11］。由于CTC、轉(zhuǎn)移灶中的腫瘤細(xì)胞及一些非腫瘤細(xì)胞在壞死和凋亡時(shí)均會(huì)向外周血釋放DNA，所以腫瘤患者中循環(huán)腫瘤細(xì)胞DNA只是循環(huán)游離DNA的一部分［12］。研究證實(shí)相較于健康個(gè)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(xué)特性，這進(jìn)一步告訴我們腫瘤患者的循環(huán)游離DNA主要來(lái)自循環(huán)腫瘤細(xì)胞DNA。大量文獻(xiàn)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(yù)后評(píng)估方面，循環(huán)腫瘤游離DNA檢測(cè)成為有效手段。

2　CTC檢測(cè)與前列腺癌

目前，CTC的檢測(cè)包含細(xì)胞富集和細(xì)胞分析兩個(gè)步驟。外周血中CTC數(shù)量稀少，平均每105～107個(gè)單核細(xì)胞中存在1個(gè)CTC［13］，為提高檢測(cè)的效率，需應(yīng)用免疫磁性細(xì)胞分選法將CTC進(jìn)行分離富集，主要依據(jù)腫瘤細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特征及某些特異性標(biāo)志物，利用CellSearch系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)CTC的存在［14-15］。CellSearch系統(tǒng)也是目前唯一通過(guò)美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者臨床CTC檢測(cè)、預(yù)后評(píng)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(duì)231例去勢(shì)抵抗性前列腺癌（CRPC）患者進(jìn)行臨床研究，發(fā)現(xiàn)CTC計(jì)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(duì)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(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明CTC是評(píng)估激素敏感性前列腺癌患者預(yù)后的有效依據(jù)。Schwarzenbach等［18］對(duì)81例前列腺癌患者外周血CTC進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)外周血CTC與前列腺癌的分期、Gleason評(píng)分存在密切關(guān)系，CTC計(jì)數(shù)可以用來(lái)評(píng)估患者的病情進(jìn)展。在實(shí)際臨床應(yīng)用中，動(dòng)態(tài)觀察CTC的變化方便實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)藥物療效及患者預(yù)后，但CTC計(jì)數(shù)最佳臨界值的設(shè)定仍是爭(zhēng)議的焦點(diǎn)。

在過(guò)去大量的CTC計(jì)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(lái)的研究新熱點(diǎn)。Darshan等［20］研究證實(shí)CRPC患者外周血CTC中AR的亞細(xì)胞水平定位與患者對(duì)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(yáng)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(dāng)，推測(cè)AR-V7可用于指導(dǎo)CRPC患者化療藥物的選擇。Sun等［22］研究發(fā)現(xiàn)T-LAK細(xì)胞源蛋白激酶（TOPK）在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，將TOPK敲除后CTC的遷移能力明顯下降，TOPK可能作為CTC的一個(gè)潛在檢測(cè)標(biāo)志和前列腺癌治療靶點(diǎn)。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(dá)顯著高于激素敏感型前列腺癌患者。CTC的分子和基因檢測(cè)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(jī)制的研究，有助于推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療的進(jìn)一步發(fā)展，根據(jù)患者腫瘤的分子特征制定個(gè)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(xué)改變?cè)谀[瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。當(dāng)今研究主要集中在DNA甲基化修飾方面，大量文獻(xiàn)表明基因啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化致使相關(guān)基因表達(dá)沉默，調(diào)控細(xì)胞周期異常，侵襲力改變，DNA異常修復(fù)等，極大程度上影響前列腺癌的病理進(jìn)展及臨床預(yù)后。癌甲基化蛋白1（hypermethylated in cancer 1，HIC1）基因具有抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和侵襲的功能，當(dāng)激活前列腺癌細(xì)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(dá)可以抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和浸潤(rùn)，其甲基化導(dǎo)致的基因功能失活參與腫瘤的形成和惡性行為進(jìn)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?yàn)樯L(zhǎng)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(fù)的重要基因，在細(xì)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(fù)途徑的啟動(dòng)而誘導(dǎo)產(chǎn)生。Reis等［29］通過(guò)檢測(cè)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(dá)功能的19～25 bp的小分子RNA，能誘導(dǎo)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(dòng)子區(qū)域DNA高甲基化導(dǎo)致其表達(dá)沉默，AR表達(dá)升高，有利于前列腺癌的惡性行為發(fā)生。miR-124的高表達(dá)具有抑制細(xì)胞增殖、遷移的作用，在AR陰性的前列腺癌細(xì)胞中m iR-124高甲基化發(fā)生率明顯增加［31］。大量研究證實(shí)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因配對(duì)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(dòng)子區(qū)域的異常甲基化與前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)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(cè)提供了幫助。

4　結(jié)論

CTC檢測(cè)被稱為“液體活檢”，安全無(wú)創(chuàng)，對(duì)疾病分子特征的檢測(cè)具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。越來(lái)越多的研究表明，循環(huán)腫瘤細(xì)胞對(duì)于評(píng)價(jià)療效、指導(dǎo)癌癥治療及評(píng)估患者預(yù)后均有一定臨床價(jià)值。當(dāng)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(fù)存在，檢測(cè)CTC就成為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥效、觀察病情進(jìn)展不可或缺的工具。但是，應(yīng)該明確腫瘤這一細(xì)胞群體具有高度異質(zhì)性，目前對(duì)前列腺癌CTC的研究多圍繞單個(gè)中心進(jìn)行的小樣本研究，其結(jié)果僅為我們?cè)u(píng)價(jià)CTC與腫瘤分期、分級(jí)及預(yù)后之間的關(guān)系提供了初步的臨界值，要建立檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定精確的閾值，仍需進(jìn)行大規(guī)模、多樣本的深入研究。若能在患者接受治療干預(yù)前檢測(cè)CTC計(jì)數(shù)，建立基數(shù)水平，治療的同時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)CTC數(shù)目變化，則可為患者的預(yù)后評(píng)估、療效監(jiān)測(cè)、個(gè)性化方案制定提供更加翔實(shí)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)依據(jù)。前列腺癌DNA甲基化檢測(cè)作為新的檢測(cè)手段，其敏感性和特異性也是亟待解決的問(wèn)題。希望通過(guò)CTC計(jì)數(shù)和循環(huán)前列腺癌細(xì)胞DNA及其甲基化的檢測(cè)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(biāo)，實(shí)現(xiàn)前列腺癌的早期診斷，為患者的個(gè)體化治療提供良好的靶點(diǎn)，為腫瘤學(xué)的臨床應(yīng)用開(kāi)辟一個(gè)新的領(lǐng)域。

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A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.04.05

2015-12-01）

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