盧榮綜述，陳強，施純玫審校

(1、福建省腫瘤醫(yī)院輸血科，福建福州350001；2、福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，福建福州350001)

·述評·

循環(huán)腫瘤細胞(CTC)生物學(xué)特性及其在胃癌中的研究進展

盧榮1綜述，陳強2，施純玫2審校

(1、福建省腫瘤醫(yī)院輸血科，福建福州350001；2、福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，福建福州350001)

目前，外周血中循環(huán)腫瘤細胞（CTC）作為“液態(tài)活檢”的主要研究對象，正成為癌癥研究中最熱門的領(lǐng)域之一。CTC被認為腫瘤侵襲的標(biāo)志物，其檢測方法也越來越被重視。CTC獨特的分子特性能幫助我們更好的推斷腫瘤轉(zhuǎn)移情況，評估治療療效。本文綜述了近年來關(guān)于CTC的生物學(xué)特性以及CTC在胃癌中的最新研究進展，并探討了CTC在胃癌個體化治療方面的應(yīng)用及挑戰(zhàn)。

循環(huán)腫瘤細胞(CTC)；胃癌；臨床意義；生物學(xué)特性

循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cells，CTC)是指由實體惡性腫瘤原發(fā)灶或者轉(zhuǎn)移灶釋放入血液循環(huán)系統(tǒng)的細胞[1]，是導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)的重要因素。循環(huán)腫瘤細胞的檢測是當(dāng)下三種熱門非侵入性液體活檢方法中的一種[2]，因此檢測外周血中的CTC具有重要臨床意義。最新研究理論證實[3]，除了從已形成的實體瘤病灶（原發(fā)灶，轉(zhuǎn)移灶）脫落入血外，腫瘤細胞在癌前病變的早期形成實體瘤病灶之前就有可能進入血液系統(tǒng)中，由此可提示循環(huán)腫瘤細胞的存在往往要早于影像學(xué)和臨床癥狀的表現(xiàn)，因此相較于目前臨床上傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物監(jiān)測和腫瘤的影像學(xué)檢查，CTC能較早提示腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。此外，部分腫瘤患者血液中還存在細胞團形式的CTC。CTC細胞團相比單個循環(huán)腫瘤細胞具有更強的轉(zhuǎn)移潛能[4]和耐藥性[5]，與預(yù)后的相關(guān)性也更強[6]。在腫瘤形成早期，CTC檢測有助于鑒別腫瘤的良惡性，評估轉(zhuǎn)移風(fēng)險，為早期針對性治療提供可能[7]；在進展期，CTC能幫助監(jiān)測療效，評價預(yù)后，其與腫瘤分期也有一定相關(guān)性；另外，有研究證實，CTC攜帶腫瘤遺傳信息，可作為新型腫瘤標(biāo)志物進行研究[8]。

1 CTC概述以及生物學(xué)特性

1.1 CTC的研究歷史1869年，澳大利亞內(nèi)科醫(yī)生Thomas Ashworth在一名轉(zhuǎn)移瘤死者的外周血上發(fā)現(xiàn)了循環(huán)腫瘤細胞（CTC），其能反映原發(fā)腫瘤的特性[9]。1889年英國病理學(xué)家Paget S提出了著名的“種子和土壤”假說（seed and soil hypothesis）[10]，提出了循環(huán)腫瘤細胞作為“種子”，在腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移過程中起了重要的作用。但由于當(dāng)時檢測手段的限制，從外周血精確檢測極低濃度的CTC是一個巨大的挑戰(zhàn)，直到20世紀90年代中期開始探索捕獲、分析CTC的方法并進行了大量臨床試驗，CTC的價值才被逐漸認識到。2004年至2008年美國FDA相繼批準(zhǔn)CellSearch技術(shù)用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌、前列腺癌和結(jié)直腸癌的臨床診斷[11-13]，2007年CTC又被美國臨床腫瘤學(xué)會（American Society of Clinical Oncology，ASCO）ASCO推薦為腫瘤標(biāo)志物。隨著現(xiàn)代腫瘤生物學(xué)研究的進展，尤其是檢測技術(shù)的進步，CTC已成為腫瘤基礎(chǔ)和臨床研究的一個熱點。

1.2 CTC的生物學(xué)特征與功能

1.2.1 CTC與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移機制具有局部浸潤和遠處轉(zhuǎn)移的能力是惡性腫瘤最重要的生物學(xué)特性，它是惡性腫瘤導(dǎo)致患者死亡的主要原因，也是臨床治療的難題。腫瘤的轉(zhuǎn)移有兩種假說，包括物理捕獲假說[14]和黏附分子介導(dǎo)假說[15]，這兩種假說是同時存在的，對立統(tǒng)一，共同促進腫瘤轉(zhuǎn)移的研究與防治。腫瘤的轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜的病理生理過程，經(jīng)典的腫瘤轉(zhuǎn)移經(jīng)過原發(fā)灶腫瘤、腫瘤細胞播散入血并在外周血存活、局部細胞侵襲周圍基質(zhì)、運送至遠端器官、形成轉(zhuǎn)移灶等階段[16]。而在這過程中，CTC在腫瘤轉(zhuǎn)移與復(fù)發(fā)過程中發(fā)揮著重要的作用。早期的觀念認為病情發(fā)生惡化或者進展的時候腫瘤才會發(fā)生轉(zhuǎn)移，但目前越來越多的證據(jù)表明腫瘤的播散轉(zhuǎn)移在早期腫瘤就可能出現(xiàn)，甚至某些時候可能在原發(fā)腫瘤形成之前就已經(jīng)出現(xiàn)[3]。

1.2.2 CTC具有腫瘤干細胞(cancer stem cell，CSC)特征CSC具有很強的自我更新以及分化能力，并具有致瘤能力和轉(zhuǎn)移能力等特征[17]。2006年，Ponti D等提出了腫瘤起源于干細胞的理論[18]，該學(xué)說認為在大部分腫瘤細胞處于不增殖或有限增殖的狀態(tài)，而具有干細胞特征(Stem Cell)的CTC，其才能不斷地增殖分化，才是腫瘤產(chǎn)生、發(fā)展和治療后復(fù)發(fā)的根源[18]。CSC形成有兩種途徑：一類是腫瘤自有的CSC細胞，CSC存在于腫瘤病灶發(fā)生的早期階段，可能是正常組織干細胞或者祖細胞衍生而來。另一類是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）機制誘發(fā)形成的CSC細胞[19，20]。通過EMT作用，CTC可以轉(zhuǎn)變成具有轉(zhuǎn)移能力的循環(huán)腫瘤干細胞[21]。一項對1439例乳腺癌患者外周血中CTC樣本的研究顯示，35.2%的CTC存在CD44+/CD24－/low腫瘤干細胞表型，17.7%的CTC存在ALDH1 high/CD24－/low干細胞表型[22]，提示腫瘤干細胞樣CTC可能是形成轉(zhuǎn)移灶的重要成分。

1.3 CTC與轉(zhuǎn)移灶形成循環(huán)系統(tǒng)中檢測出CTC并不一定意味著患者已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移或已經(jīng)復(fù)發(fā)。腫瘤轉(zhuǎn)移是個相對復(fù)雜的過程。腫瘤患者外周血中獲得的CTC半衰期大約為1~2.4h[23]。因其存活時間較短，加上大部分侵入血液CTC會遭到如血流剪切力等物理方面的破壞以及自身免疫細胞的殺傷吞噬作用，所以只有極少數(shù)CTC能夠存活下來。幸存的CTC利用細胞表面的組織因子吸引血小板，此外，通過結(jié)合P選擇素受體，腫瘤細胞也可誘導(dǎo)血小板的聚集[24]，然后形成被血小板包被的混合細胞簇，因為有了血小板外殼的“保護”作用，免疫殺傷細胞無法識別腫瘤細胞表面抗原從而逃脫免疫監(jiān)視[25]。

少數(shù)的CTC在外周血存活下來后，在中性粒細胞及單核巨噬細胞的幫助下，與血管內(nèi)皮細胞建立初始聯(lián)系。而外周血中的CTC穿透基底膜后，可以通過血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)等，刺激細胞膜基質(zhì)旁的新生血管形成[26]。一旦到達目標(biāo)器官，CTC會引起腫瘤細胞發(fā)生EMT，EMT過程中腫瘤細胞會下調(diào)上皮組織特定標(biāo)記物如上皮細胞黏附分子（EpCAM）和角蛋白（cytokeratin，CK）[27]的表達，上調(diào)間葉組織標(biāo)記物如波形蛋白（Vimentin）、N-鈣黏蛋白（N-cadherin）的表達[28]。這樣就抑制了更多的內(nèi)皮表型表達[29]，增強CTC的外侵及播散能力，當(dāng)CTC到達轉(zhuǎn)移靶器官后，再經(jīng)過間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化（MET）的逆轉(zhuǎn)化，繼續(xù)增殖進而形成腫瘤轉(zhuǎn)移灶。所以，腫瘤細胞脫落入血并在外周血中存活以及外侵轉(zhuǎn)移受細胞本身和微環(huán)境的多重因素影響和調(diào)控，包括血小板-CTC、腫瘤細胞-內(nèi)皮細胞、單核巨噬細胞-內(nèi)皮細胞之間的相互調(diào)控。

具有干細胞特征的CTC細胞團，它們之間不是由單個CTC在血管內(nèi)增殖形成，而是通過斑珠蛋白互相之間抱團，由2~50個CTC組成，形成循環(huán)腫瘤細胞團（CTC clusters）[6]。有CSC特征的CTC細胞團在遠端組織重新開始腫瘤生長，這些轉(zhuǎn)移稱為隱匿轉(zhuǎn)移或微小轉(zhuǎn)移，因為CSC的異質(zhì)性很強，每個細胞的基因組都是不一樣，所以該轉(zhuǎn)移灶很容易逃避免疫系統(tǒng)的識別，并能夠在完全不同于原位腫瘤的微環(huán)境中存活，這樣腫瘤的遠處轉(zhuǎn)移才可能發(fā)生[30，31]。相比于以單個細胞狀態(tài)存在的CTC，CTC細胞團引起遠處轉(zhuǎn)移的能力是CTC單個細胞的23-50倍，占了遠處轉(zhuǎn)移病灶的一半。

2 CTC在胃癌的應(yīng)用進展

胃癌是起源于胃壁最表層的黏膜上皮細胞，是最常見惡性腫瘤之一。我國的發(fā)病率則明顯高于全球平均水平，全球每年新發(fā)胃癌100余萬例，死亡約80萬例，在全球腫瘤死亡中排名第二位[32]，根治性手術(shù)是目前胃癌的主要治療手段，其5年生存率僅為40%左右，其中腹腔內(nèi)轉(zhuǎn)移是進展期胃癌最常見的轉(zhuǎn)移方式和致死原因[33]。由于胃癌患者無特異性的早期癥狀，70%的胃癌患者在被診斷時已經(jīng)發(fā)展到進展期（Ⅲ、Ⅳ期），預(yù)后較差。胃癌的診斷主要依靠影像學(xué)和血液腫瘤標(biāo)志物的檢測，靈敏度不高，缺乏有效的生物學(xué)檢測指標(biāo)，并且目前評價輔助治療療效主要依靠無進展生存時間（Progress Free Survival，PFS）、總生存期（Overall survival，OS)等，無法實時監(jiān)測療效。而療效評判的不準(zhǔn)確性不僅可能導(dǎo)致患者過多接受無效治療并承受相應(yīng)的毒副反應(yīng)，還可能導(dǎo)致患者過早的停用有效的治療方案，均不利于胃癌患者的治療。而CTC具有無創(chuàng)性和簡便性的優(yōu)點，是近年提出的“液態(tài)活檢”的研究對象之一，在腫瘤診斷、治療、預(yù)后及個性化治療中具有極大應(yīng)用價值，可為臨床治療策略的選擇提供了可靠的依據(jù)，起到很好的動態(tài)監(jiān)測作用。

2．1 CTC對分期的補充TNM分期是由國際抗癌聯(lián)盟（UICC）/美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC，American Joint Committee on Cancer)提出的腫瘤分期系統(tǒng)，是目前最為通用的實體腫瘤分期系統(tǒng)，但該系統(tǒng)在預(yù)測腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)方面準(zhǔn)確率不夠，因此需要更敏感的預(yù)測指標(biāo)。而CTC可以作為TNM分期的重要補充。2007年CTC被美國臨床腫瘤學(xué)會（ASCO）推薦作為乳腺癌的腫瘤標(biāo)志物[34]。20122010年AJCC也重新修訂了乳腺癌的TNM分期標(biāo)準(zhǔn)，將“缺乏臨床或影像學(xué)證據(jù)證實的遠處轉(zhuǎn)移、但在外周循環(huán)、骨髓或其他遠處組織內(nèi)非區(qū)域淋巴結(jié)通過分子生物學(xué)或顯微鏡觀察確定存在的、小于0．2mm的轉(zhuǎn)移病灶定位cM（i+）cM0（i+）期”，體現(xiàn)了CTC的重要臨床意義。而在胃癌方面，由于胃癌缺乏CTC的特異性基因，相關(guān)報道還比較有限，但Cao W等[35]通過檢測Suivivin基因表來檢測胃癌術(shù)后患者外周血CTC時發(fā)現(xiàn)，CTC的數(shù)量與腫瘤的分期具有相關(guān)性，CTC在進展期胃癌（Ⅲ～Ⅳ期）中檢出率明顯比Ⅰ～Ⅱ高，對胃癌的臨床分期參考提供了一個新的思路。

2．2 CTC在胃癌療效評估方面的價值化療是胃癌治療的主要手段之一，對化療方案或者新化療藥物的評價目前主要依靠影像學(xué)檢查，然而，原發(fā)灶腫瘤細胞和轉(zhuǎn)移灶的腫瘤細胞存在異質(zhì)性[36]。有些化療方案或藥物對原發(fā)灶有效，對轉(zhuǎn)移灶可能無效，此時應(yīng)用常規(guī)檢查手段難以做出準(zhǔn)確判斷，特別是微轉(zhuǎn)移灶。CTC與胃癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此CTC檢測可以間接反映轉(zhuǎn)移灶腫瘤細胞對化療藥物的反應(yīng)，化療前后的檢測可以從細胞水平對化療方案或藥物療效進行評價[5]。在化療療效評估上，CTC檢測不僅比影像學(xué)檢查更早提示治療效果，而且可以實時評估化療療效[37]。CTC檢測的應(yīng)用為及時評估療效及病情提供了新思路。Matsusaka S等[38]發(fā)現(xiàn)進展期胃癌患者接受替吉奧方案單次化療2周及4周后外周血中的CTC數(shù)量明顯降低，其中以化療兩周后降低最明顯。Lee SJ等[39]還發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性胃癌的患者中CTC陽性的病人化療療效以及反應(yīng)性均不如CTC陰性的患者。因此，定期檢測CTC數(shù)目可指導(dǎo)臨床上化療藥物的使用，CTC的減少是治療有效的早期指標(biāo)。

2．3 CTC對預(yù)后及復(fù)發(fā)風(fēng)險判斷的價值目前越來越多的研究致力于尋找能評估腫瘤預(yù)后的有效指標(biāo)，以期影響臨床決策，提高患者生存質(zhì)量。一些研究表明，CTC的檢測對于評估胃癌的預(yù)后有潛在應(yīng)用價值。Ikeguchi M等[40]的研究比較了胃癌患者術(shù)后2d內(nèi)CTC陽性情況和預(yù)后的關(guān)系，結(jié)果顯示CTC陽性患者的復(fù)發(fā)率高于陰性患者。Matsusaka S等[38]人則發(fā)現(xiàn)CTC≥4組的進展期胃癌化療病人總生存期（OS）和無進展生存期（PFS）要顯著小于CTC＜4組。而在進展期胃癌和胃食管腺癌方面，Kubisch I等[41]研究CTC陽性患者OS和PFS均較CTC陰性病人明顯縮短（陽性患者PFS 3．5個月、OS 5．8個月對比陰性患者PFS 10．7月、OS 13．3個月）；Arigami T等[42]在2013年通過斯鈣素－2的表達檢測胃癌外周血CTC，也發(fā)現(xiàn)CTC陽性患者的OS較CTC陰性患者明顯縮短。Hiraiwa K等[43]使用Cellsearch系統(tǒng)檢測44例胃癌患者的CTC水平，發(fā)現(xiàn)CTC檢測數(shù)＜2的患者OS明顯高于CTC≥2的患者，并且轉(zhuǎn)移性胃癌的CTC陽性率高達61%，較非轉(zhuǎn)移性胃癌患者明顯升高。Zou K等[44]對16個胃癌的研究進行Meta分析得出CTC檢測數(shù)越少的擁有更好的PFS（風(fēng)險比HR=2．02）和OS（HR=2．23），而且其數(shù)值還與腫瘤浸潤深度、局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤遠處轉(zhuǎn)移等成正相關(guān)。這些就提示CTC可作為胃癌判斷預(yù)后及復(fù)發(fā)的檢測指標(biāo)。

2．4個體化治療的指導(dǎo)以個人基因信息為基礎(chǔ)的個體化治療，也稱精準(zhǔn)治療已經(jīng)成為當(dāng)下腫瘤治療的新趨勢。從患者外周血中分離的CTC攜帶了腫瘤的全部基因信息，可以用于開展免疫熒光原位雜交、熒光定量PCR和二代測序?qū)嶒灒糜跈z測基因的表達、突變、融合或拷貝數(shù)，為精準(zhǔn)治療提供重要個體化信息參考[45，46]。CTC檢測這種無創(chuàng)液體活檢技術(shù)對于不便獲得腫瘤組織樣本的患者意義尤為重大，并且可以實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，更精確的指導(dǎo)臨床用藥。

曲妥珠單抗是人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER－2)的靶向藥，曲妥珠單抗聯(lián)合化療可顯著延長HER－2陽性晚期胃癌患者的生存期，但由于胃酸和消化酶的影響，胃癌組織HER－2的檢測常常出現(xiàn)假陰性，給胃癌的靶向治療帶來困難。而CTC的出現(xiàn)，就可通過檢測CTC中HER－2的表達狀態(tài)，進而行靶向治療的選擇[38]。這也為腫瘤的化療提供了新的思路，也為CTC的應(yīng)用提供了新的理論支持。

3 小結(jié)和展望

指導(dǎo)胃癌進行個體化治療是目前胃癌研究領(lǐng)域的熱點，而取得具有代表性的胃癌標(biāo)本，對其生物特性進行檢測和研究是診斷和治療胃癌的基礎(chǔ)。雖然現(xiàn)在CTC在胃癌方面的應(yīng)用面臨著諸多挑戰(zhàn)。如胃癌涉及緊密的主要有人端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶（hTERT)，人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)、CEA和黏蛋白1（MUC1）等[47-49]CK以及EpCAM含量不高，所以其固有的高假陰性率限制了該領(lǐng)域的進一步發(fā)展；CTC的檢測費用昂貴；CTC與胃癌相關(guān)事件的大規(guī)模、前瞻性、多中心臨床隨機試驗研究尚不多；其在胃癌領(lǐng)域的研究都尚處于搖籃時期，但潛在的實用價值已初見端倪。隨著研究的深入，CTC在臨床中的應(yīng)用會進一步提高早期診斷率、更準(zhǔn)確判斷療效、評估預(yù)后及判斷復(fù)發(fā)指導(dǎo)、指導(dǎo)精確的個體化治療，從實驗室到臨床的成功轉(zhuǎn)化最終使廣大胃癌患者受益。今天我們所面臨的每一個挑戰(zhàn)最終都會加深我們對CTC的認識，也必定會為CTC檢測更好地應(yīng)用于臨床鋪平道路。隨著技術(shù)手段的突飛猛進，CTC檢測分離技術(shù)最終會走向成熟，利用外周血循環(huán)腫瘤細胞進行胃癌的“液相活檢”也終將成為現(xiàn)實。

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R735.2，R730.43

A

1674-1129(2017)02-0135-05

10.3969/j.issn.1674-1129.2017.02.001

2016-11-08；

2017-03-18)

福建省自然基金衛(wèi)生聯(lián)合資金項目，編號：2015J01397

盧榮，男，1983年生，學(xué)士學(xué)位，在讀研究生，檢驗技師，研究方向：腫瘤學(xué)等。

陳強，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail：cqiang8@189.cn；施純玫，副教授，碩導(dǎo)。