肺癌循环肿瘤细胞侵袭转移机制的研究进展

2022-11-21陈攀峰蒋萍杨敏

癌症进展 2022年2期

陈攀峰，蒋萍，杨敏

天津市第一中心医院呼吸科，天津 300152

恶性肿瘤的病死率较高，近年来，中国恶性肿瘤的发生率不断升高，其中，肺癌的发病率和病死率均居所有恶性肿瘤首位[1]。肺癌具有发病隐匿且预后差的特点[2]。随着现代检验技术的不断发展，循环肿瘤细胞的研究成为恶性肿瘤研究的热点[3]。从理论上来看，外周循环中循环肿瘤细胞的出现是肿瘤转移的病理基础，与患者的预后密切相关。因此，循环肿瘤细胞检测对恶性肿瘤的临床诊断、治疗及预后评估均有重要意义[4]。本文对肺癌循环肿瘤细胞如何进入外周循环并出现免疫逃逸和形成新病灶进行综述。

1 肺癌循环肿瘤细胞侵袭转移的机制

1.1 循环肿瘤细胞从肺癌病灶脱落的机制

循环肿瘤细胞从肺癌病灶的脱落与肿瘤上皮-间充质转化的机制密切相关。肺癌细胞在上皮-间充质转化过程中，上皮细胞黏附分子、细胞角蛋白等上皮标志物表达水平降低，波形蛋白、N-钙黏蛋白等间质标志物表达水平升高，而肺癌细胞在这一过程中获得了部分干细胞的生理特征，提高了自身的侵袭能力[5]。因此，肺癌患者进行血清学检测不仅能够发现上皮细胞表型的循环肿瘤细胞，还可以发现间质细胞表型的循环肿瘤细胞[6]。此外，上皮-间充质转化还与肺癌微环境有一定的相关性，转化后基质金属蛋白酶表达上调，加速细胞外基质降解速度，导致肺癌细胞从病灶脱落，变成了循环肿瘤细胞，导致了肺癌转移灶。

1.2 循环肿瘤细胞进入外周微循环的机制

循环肿瘤细胞进入外周微循环的机制比较复杂，肺癌本身分泌的细胞因子表达上调，使病灶周围毛细血管渗透压进一步升高，导致侵袭性进一步升高，如WAS-like蛋白能够调节肌动蛋白细胞骨架，从而提高肺癌细胞的血管内渗[7]。病灶微环境及新生血管生成均可促使循环肿瘤细胞的产生。肺癌细胞能够诱导细胞外基质成分的改变，使其更好地渗入血管。转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）能够促使肺癌细胞上皮-间充质转化而渗入毛细血管，因此通过抑制TGF-β的表达，可进一步抑制肺癌细胞的侵袭转移[8]。同时TGF-β还能够调节血管内皮细胞凋亡，使肺癌细胞更好地进入血管。

1.3 循环肿瘤细胞在外周循环中免疫逃逸及避免凋亡的机制

理论上来讲，单个肺癌细胞进入外周循环后，会受到机体免疫细胞的攻击及血流剪切力的影响而凋亡，但临床研究发现，循环肿瘤细胞在进入外周循环后可抱团形成循环肿瘤细胞簇，从而实现免疫逃逸[9]。循环肿瘤细胞簇的形成能够提高其侵袭转移能力，程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）在肺癌细胞中的表达能够使其逃离免疫细胞的杀伤作用，因此，当肺癌细胞表达PD-L1且自身免疫力下降时，可让肺癌细胞产生免疫耐受[10]。此外，其他细胞因子在肺癌循环肿瘤细胞免疫逃逸中也发挥了重要作用。如血小板可以附着在肺癌循环肿瘤细胞上，使T淋巴细胞无法杀伤肿瘤细胞；肺癌的发生也可导致调节性T细胞及髓源性抑制细胞表达水平升高，产生免疫抑制作用，是影响免疫治疗的常见原因[11]。因此，深入研究循环肿瘤细胞在恶性肿瘤免疫治疗中的作用能够推动免疫治疗的进展，提高免疫治疗的疗效。

1.4 循环肿瘤细胞促进新生血管生成的机制

新生血管生成是肺癌进展转移的重要前提，其中血管内皮细胞生长因子是刺激血管生成的重要因子[12]。临床研究发现，血管内皮细胞生长因子水平与循环肿瘤细胞表达水平均升高时，肺癌患者的生存期明显缩短。同时，血管生成素也在肺癌新生血管生成中发挥了重要作用，血管生成素2与血管内皮细胞生长因子相结合能够促进血管生成[13]。此外，基质金属蛋白酶表达上调也能够加速血管生成。临床研究发现，具有侵袭能力的循环肿瘤细胞在此过程中能够加速新生血管生成，从而实现病灶转移。

2 肺癌循环肿瘤细胞的检测方法

由于肺癌循环肿瘤细胞在外周循环中的含量较低，因此，临床检验中需要对循环肿瘤细胞进行进一步的鉴别判断，证实其是肺癌循环肿瘤细胞后，才能够进行进一步的研究观察。

2.1 循环肿瘤细胞的分子标志物

循环肿瘤细胞的分子标志物主要包括以下两种。①上皮细胞分子标志物：由于上皮-间充质转化是肺癌细胞脱落的重要机制，因此，上皮细胞分子标志物检测是鉴别循环肿瘤细胞的重要方法，目前多采取磁性细胞分选（magnetic activated cell sorting，MACS）及循环肿瘤细胞芯片法进行筛选，但仍需要结合间质标志物来进一步筛选[14]。上皮细胞黏附分子是目前循环肿瘤细胞检测中常用的上皮细胞分子标志物，在上皮来源细胞中普遍表达，与细胞黏附、迁移、增殖密切相关，但仅通过单一标志物进行鉴别是不科学的，因为上皮-间充质转化过程中往往会形成细胞型循环肿瘤细胞、间质细胞型循环肿瘤细胞，且还存在两种混合型的循环肿瘤细胞，因此需要进行综合鉴别，才能够提高临床鉴别的准确度[15]。②间质细胞分子标志物：与上皮细胞型循环肿瘤细胞相比，间质细胞型循环肿瘤细胞的侵袭转移能力更强，因此需要对循环肿瘤细胞类型进行辨别。波形蛋白主要在间质细胞内表达，能够维持细胞的完整性。在肺癌循环肿瘤细胞临床检测过程中，利用波形蛋白能够对循环肿瘤细胞的类型进行较好地鉴别。

2.2 循环肿瘤细胞检测方法

目前，循环肿瘤细胞临床鉴定方法较多，主要包括以下4种：①免疫组织化学法，利用组织化学法与抗原抗体免疫反应来检测循环肿瘤细胞，如在捕获循环肿瘤细胞后利用细胞形态学分析技术与免疫细胞化学分析技术对其分型进行进一步鉴定。②流式细胞仪，主要利用抗原-抗体结合，通过荧光染色鉴定技术对细胞表面抗原进行分析，能够将循环肿瘤细胞进行分类分析[16]。该方法能够观察肺癌患者血液循环中循环肿瘤细胞与树突状细胞的相互作用，利用该方法区分单个循环肿瘤细胞及循环肿瘤细胞簇，还可以用于检测凋亡的循环肿瘤细胞。随着该技术在临床的应用，其检测效率也不断提升，可在基层医院推广使用。③聚合酶链反应检测法，主要利用特定的mRNA序列进行循环肿瘤细胞鉴定，灵敏度和特异度均较高，是检测循环肿瘤细胞的常用方法。④循环肿瘤细胞单细胞测序技术，单细胞测序是指对单个细胞基因组或转录组的检测，从而观察基因的表达情况[17]。由于肿瘤细胞基因变异具有异质性，因此对单个循环肿瘤细胞进行检测能够观察其基因结构及转录情况，从而观察循环肿瘤细胞个体的一致性[18]。对耐药肺癌患者的单细胞测序检查发现，淋巴瘤激酶引起的细胞重组是造成患者耐药的重要原因，因此单细胞测序技术检测肿瘤细胞突变情况及拷贝数量变化能够进一步观察肿瘤的发生发展机制，且预测准确度超过80%。

3 循环肿瘤细胞在肺癌中的应用价值

肺癌是中国发生率、病死率均较高的恶性肿瘤，由于发病隐匿，多数患者的预后较差，晚期肺癌患者的5年生存率不足20%[19]。因此，早诊断、早治疗是改善肺癌患者预后的重要途径，需要寻找有用的检验指标，提高肺癌检出率。循环肿瘤细胞在肺癌临床诊断、治疗及预后评估中均有较好的应用价值，临床应用前景较好。

3.1 肺癌的早期诊断

循环肿瘤细胞在肺癌早期诊断中有较好的应用价值，临床研究指出，循环肿瘤细胞对多种恶性肿瘤均有较高的检出率，可作为肺结节鉴别诊断的重要标志物，与癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、细胞角质蛋白19片段抗原21-1（cyto-keratin 19 fragment antigen 21-1，CYFRA21-1）等肿瘤标志物联合检测，能够进一步提高早期肺癌的检出率，灵敏度、特异度均超过90%，有助于提高早期肺癌的诊断率[20]。

3.2 肺癌的疗效评估

循环肿瘤细胞检测在肺癌疗效观察中的应用能够评估患者的治疗效果，若治疗后外周血循环肿瘤细胞检测为阴性，则提示患者治疗效果理想，若仍为阳性则说明疗效不佳，仍需要进一步调整治疗方案[21]。因此循环肿瘤细胞检测在肺癌疗效评估中具有较好的应用价值，可作为辅助评价疗效的重要指标。

3.3 肺癌的预后评估

循环肿瘤细胞在肺癌患者的预后评估中也有较好的应用价值，有研究发现，小细胞肺癌患者术后辅助化疗后外周血循环肿瘤细胞仍为阳性，提示复发率较高。术前循环肿瘤细胞检测阴性患者术后复发率更低，且无进展生存期更长[22]。由此可以推断，治疗后循环肿瘤细胞仍较高的患者的复发率较高，因此需要加强随访观察，警惕肺癌的复发。