腫瘤干細胞在乳腺癌腋窩淋巴結轉移中的作用*

周　健，鄭　鵬，蔣小衛 綜述，余天霧△ 審校

(1.重慶醫科大學附屬永川醫院普通外科3病區，重慶 402160;2.重慶醫科大學附屬永川醫院普通外科3病區，重慶 402160;3.重慶醫科大學附屬第二醫院三腺外科，重慶 400010)

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腫瘤干細胞在乳腺癌腋窩淋巴結轉移中的作用*

周健1，鄭鵬2，蔣小衛3綜述，余天霧2△審校

(1.重慶醫科大學附屬永川醫院普通外科3病區，重慶 402160;2.重慶醫科大學附屬永川醫院普通外科3病區，重慶 402160;3.重慶醫科大學附屬第二醫院三腺外科，重慶 400010)

[關鍵詞]乳腺腫瘤；淋巴轉移；腋；腫瘤干細胞；間質化；侵襲；化療抵制；復發

乳腺癌是現代女性較常見的惡性腫瘤之一，每年全球的新發病例超過400萬，死亡病例可達100萬，已成為威脅女性健康的一大殺手。目前國內外常規的治療手段，包括手術、化療、放疔、內分泌治療及較新的靶向治療等，盡管提高了臨床療效，但還不能完全控制晚期乳腺癌的發展。隨著對腫瘤發生、發展及復發、轉移等機制的深入研究，干細胞在其中的作用越來越受到人們的關注。本文主要根據較新的文獻總結乳腺癌干細胞的在腫瘤發展和促進腫瘤細胞播散方面的發生機制，為乳腺癌的治療提供新的思路，從而提高乳腺癌患者的生存率。

1乳腺癌腫瘤干細胞(breast cancer stem cells，BCSCs)的表型分子

腫瘤干細胞(CSCs)是成瘤能力很強的腫瘤細胞，具有和機體正常成熟干細胞相似的幾個特點，能不對稱分裂生成一個具有自我更新能力的干細胞和另一個能分化成典型的、形態各異的和長成腫瘤組織的癌祖細胞[1]。近年來發現乳腺癌轉移和術后復發的根源不是以細胞角蛋白(cytokeratin，CK)為分子標志的癌細胞，而是對放化療有抵抗，能夠產生和維持新的癌細胞永生和自我更新的BCSCs。鑒別乳腺癌標本或乳癌細胞株中癌干細胞的主要方法是基于腫瘤細胞表面的分子表型如分化抗體群(CD44+/CD24-/low)或乙醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase，ALDH+)。BCSCs是表達CSCs相關分子標志物的腫瘤細胞亞型，在活體內有很高的成瘤能力。腋窩淋巴結中可疑瘤細胞仍然由是否表達(CD44+/CD24-/low)ALDH+表型分子來鑒定。它的成功分離、培養有助于研究涉及CSCs的起源、自我更新、分化為瘤細胞、對放化療抵制,以及侵襲轉移的能力的分子機制。 Al-Hajj等[2]于2003年首先在人乳癌組織中發現并分離出乳癌干細胞，檢測ESA+/CD44+/CD24-/low標志物的表達。發現帶有這種表型的細胞具有高度的成瘤性，瘤細胞接種小鼠后僅需200個帶有這種分子標記的細胞或1 000個細胞表型CD44+/CD24-/low的細胞，不論是來自原發灶還是胸膜滲出液都會生成腫瘤。相反，未篩選的瘤細胞則需要5 000個才能形成小鼠腫瘤灶，而且接種到小鼠體內的初始細胞保留了細胞表型的異質性。Ginestier等[3]報道ALDH+可被用來分離、收集正常乳腺上皮的干細胞和乳癌干細胞。取自人乳腺的ALDH+的細胞接種到小鼠體內后能形成腫瘤并可傳代，反之,ALDH-的細胞則沒有這些能力。Ginestier等[3]在2007年報道由ALDH1+細胞生成的腫瘤具有和原發腫瘤相似的細胞表型異質性，腫瘤的大小和潛在特性都與接種的這些細胞數量相關。由ALDH+聯合CD44+/CD24-/low的細胞表型特征來富集的腫瘤細胞具有很強的成瘤能力，20個就能長成腫瘤體。因而，ALDH+和CD44+/CD24-/low標志物被用來評估乳癌細胞的致瘤性[1]。

2通過癌細胞表皮間質化(epithelial to mesenchymal transition，EMT)和MET重塑侵襲分子，BCSCs相關干性因子促進了腫瘤的侵襲、轉移

除了CD44的陽性表達，與腫瘤的侵襲、轉移和復發有關的因素還包括BCSCs 的其他相關基因如OCT4、Slug、Snail、Sox1和Twist1等不同程度的過表達。腫瘤組織中像CSCs樣表達OCT4基因的細胞只占整個腫瘤細胞的很少一部分。OCT4是POU家族眾多轉錄因子中的一個，在胚胎肝細胞中維持多能、增殖(像自我更新)的作用。正常乳腺組織的OCT4的轉錄調節作用誘發腫瘤和侵襲能力的細胞系產生。臨床研究表明與級別低、OCT4表達水平低的腫瘤相比，CSCs分子OCT4過表達與病情進一步惡化、遠處轉移和生存期更短有密切關系。轉錄因子Twist1具有螺旋-環-螺旋基礎結構，文獻報道它對腫瘤細胞血液播散和轉移有強大的促進作用，當然也為臨床研究、有效的干預治療提供了理想的標靶。Twist1能促使細胞的EMT，能使癌細胞之間失去細胞黏附分子和腫瘤細胞遷徙、轉移[4]。對于上皮惡性腫瘤來說，EMT是癌細胞血液播散的核心環節，同時認為它有助于CSCs侵襲分子表型的形成。尤其是EMT過程致使癌細胞通過喪失細胞極性和黏附能力自原發灶脫落，從而促進了癌細胞的遷徙[5]。進一步研究闡明了Twist 1促進腫瘤轉移的機制和對它的功能調節物的識別有助于制訂抑制EMT和腫瘤轉移的治療新方案[6]。乳腺癌淋巴結轉移(lymph node metastasis，LNM)表明淋巴結內存在侵襲力強的癌細胞，而且其EMT調節因子的表達水平上調[7]。動物實驗模型提供的證據進一步解釋了原發腫瘤具有促使腫瘤細胞播散和生長因子表達水平上調的功能。

3乳癌干細胞維持自我更新的分子機制

腫瘤內的BCSCs具有自我更新、分化潛能和多種表型。通過幾種信號通路如Notch、Hedgehog 和 Wnt 來調節干細胞的自我更新能力。此外，核心轉錄因子調節了乳癌干細胞多個基因比如核轉錄因子kappa B(NF-κB)、 c-Jun、 叉頭樣蛋白Dach1和 CDK 抑制子 p21CIP1[8-10]。經過Wnt途徑的自分泌，AKT磷酸化后有活性的GSK3β已被發現能調節和維持BCSCs的自我更新能力。文獻報道鼠系BCSCs可能源于大鼠轉化的CD44/CD24+HMECs 和母系分化的上皮細胞。已有共識的是白細胞介素(IL)-6能促進混合腫瘤細胞群中的乳癌干細胞的快速形成[11]，表明具有在兩種細胞群之間發生塑性變化能力的自分泌細胞因子參與了信號傳導通路調控。BCSCs的自我更新和細胞信號通路變化與產生耐藥性有關，這些通路包括Notch,Wnt,Hedgehog及人表皮生長因子受體2(HER-2)，如Notch1的過表達與BCSCs對化療耐藥和抵制放療有關。Survivin表達量的增多下調了線粒體的多個控制節點，增加了基因的不穩定性和抑制了放化療誘導的細胞凋亡。細胞周期蛋白D1(Cyclin D1)是正常細胞和CSCs自我更新的必需成分，也是Notch1誘導乳腺腫瘤發生不可或缺的蛋白質，它通過抑制負性調節子Numb的表達提高了Notch1 的活性。由于Cyclin D1也是Wnt,Stat3,β-鏈蛋白(β-catenin)和 NF-κB 信號傳導通路的下游標靶,因而也是調控干細胞自我更新和擴增的重要靶點[12]。對于CSCs，盡管放療是治療的主要方式之一，但有文獻表明它能增加小鼠移植瘤內CD44+/CD24-/low表型陽性的細胞群[13]，不過其機制還需要進一步研究。

4乳癌淋巴結轉移的檢測對診斷治療及預后判斷的意義

乳癌患者第1次手術后，在系統性治療和放化療方面取得的進展已經大大減少了患者腋窩淋巴結中殘留癌灶復發的風險。復發率已經從1977年美國乳腺和腸道外科輔助治療計劃B-04(NSABP B-04) 報道的38%降到了2010年美國外科腫瘤學會(ACoSOG)Z11報道的3%[14]，幾乎很少有局部復發。近年發現乳腺癌復發和轉移的根源不是以CK為分子標志癌細胞，而是對放化療抵抗、能夠產生新的癌細胞和維持癌生長、有自我更新能力的BCSCs。臨床上，識別出已有淋巴結轉移的腫瘤只是最粗淺的判斷。文獻報道認為擁有特異分子的腫瘤細胞使缺乏免疫力的宿主無法預防它向乳外器官轉移。盡管腫瘤的分子結構利于淋巴結轉移及在遠處器官增殖，但Gangi等[15]研究表明對遠隔器官的致命轉移生長來說，淋巴結轉移不是必定會出現的，而且早期脫落的細胞不夠轉移的細胞數量。雖然低齡、大體積腫瘤、臨床高級別和淋巴血管侵犯能預測患者的預后，但通過免疫組織化學檢測雌孕激素受體(ER)及HER2/neu去判斷的腫瘤亞型的方法無法單獨用來預測的淋巴結是否陽性，因而需要作特殊檢測。而通過檢測基因表達劃分的乳癌實際上的亞型已被用于預測乳癌的預后。免疫組織化學僅僅提供了一個不太精確的、接近的乳癌真正分型，而且研究人員使用的Marker-3 分子檢測標志物比不上那種樣本量更大的標志物檢測板，這種方法檢測的抗原包括表皮生長因子受體、細胞角質素和Ki67等。

雖然很多研究者特別關注三陰性的乳腺癌檢測新的手段，但免疫組織化學對該型劃分級別還是合理的[16]。對于明顯異質性的腫瘤，必須要有一個明確的定義和其他的腫瘤標志物去探索基底型乳癌預后差的原因。患者預后差的原因盡管與之前的研究吻合，但三陰性的乳腺癌的后果與淋巴結的高轉移率相關性不高。有文獻認為與激素敏感型乳腺體癌相比，基底型實際上更少發生淋巴結轉移。這些腫瘤亞型的細胞顯然具有播散至乳外器官生長的分子構造。腋窩淋巴結的生長狀態是預測腫瘤的復發和致死率的可靠標志之一。目前腫瘤分子學進展很快，它的致瘤機制正在探索，但要獲得腫瘤和宿主通過其他方式相互影響的知識，仍有很多研究工作要做。盡管理論還不完善，腋窩淋巴結在機體內仍然具有生物學上的重要意義，能夠判斷腫瘤細胞是否已經到達了血液循環，是否擁有轉移到乳房以外的器官生長、增殖分子機制。主要的問題是當腋窩淋巴結內的腫瘤細胞能被識別時，瘤細胞很可能已經進入了血液循環系統，這是因為淋巴結的解剖結構特點適合接受反流淋巴液中的小碎片。人體為了靜脈系統維持低壓力避免水腫通過淋巴管道分流將瘤細胞直接平衡轉送至小靜脈。血液檢測腫瘤細胞分子甚至可以在淋巴結無腫瘤生長情況下提供血源性播散直接的依據。雖然循環血中的腫瘤細胞具有一些特征，但仍需要去改善檢測手段的敏感性和實用性。進入血液循環的腫瘤細胞也會受到挑戰[17]，因為腫瘤要在遠處器官生長必須具有特殊的侵襲結構和相適應的宿主微環境。腋窩淋巴結中的大轉移灶提示僅通過檢測分析乳癌原發灶難以知曉腫瘤和宿主之間的相互作用。針對該問題，多基因檢測分子標志物取得了進展，尤其是在檢測雌激素受體陽性的腫瘤，以及通過常規定量檢測生物分子表達的腫瘤細胞亞群方面，這些細胞是由原發灶導致的侵襲和轉移而來的腫瘤亞細胞群。然而，現在還沒有特異性技術去可靠推測哪種個體會有腫瘤轉移的潛在可能性。雖然腫瘤淋巴結轉移提供了關于腫瘤播散和與宿主間相互作用的有價值的生物信息，但這些仍不能作為腫瘤轉移預測的生物學標志[18-19]。進一步說，根據陽性前哨淋巴結的生物學特征去研究判斷具有局部復發的高危因素的患者是有價值的[20]。因而，調控 LNM 的因子可以作為原發性乳腺腫瘤具有潛在的侵襲和遠處轉移的替代性標志物。針對識別血源性播散和有助于腫瘤乳外生長的宿主-腫瘤的相互作用，個性化的腋窩淋巴結活檢仍是非常有益的措施。目前腫瘤生物學標志物已大量嘗試性地用于惡性腫瘤的早期診斷，在治療后監測病情的復發和轉移以及對抗癌藥物產生抵制的情況[21]。

5乳癌干細胞對放化療的抵制

放療可能耗竭了三陰性的BCSCs[孕激素受體(PR-),ER-HER2-]腫瘤群，說明對放療產生抵抗不是BCSCs的固有特征，提示放療對腫瘤分子表型具有作用。通過闡明放化療影響CSCs存活的分子機制可能為治療乳癌找到新的靶點。CSCs被認為是唯一的生成腫瘤且可維持生長，在一些模型中CSCs造成了腫瘤的擴散、轉移。文獻報道在腫瘤轉移過程中，BCSCs扮演了重要角色，它促進了腫瘤的侵襲、遷徙及基因過表達促進了腫瘤轉移。暗示BCSCs對化療的抵抗可能與腫瘤轉移灶形成有關。乳癌標本中ALDH+的表達明顯與腫瘤的級別、轉移、階段和生存率下降有關[22-23]。由于BCSCs的標志物ALDH+主要亞型是同型ALDH1A3，因而基因表達的定量檢測可能是更好的預后指標。抗炎藥物雷帕米星是IL-8受體CXCR1的拮抗劑，減少了BCSCs的數量，導致腫瘤細胞群的凋亡，減少了小鼠模型中的轉移灶[24]，說明阻斷微環境中信號傳導可能有助于根除BCSCs。臨床上，對于前哨淋巴結陽性、TNM分期T1～T2的原發性乳腺癌患者，腋窩淋巴結的放射治療可以減少腫瘤所致的致死率[25]。

6展望

盡管乳腺癌的治療效果較十幾年前有了很大的改善，然而仍有一部分接受綜合治療的患者預后差，難以根除的CSCs導致的癌細胞在遠處器官的早期轉移和對放化療產生的抵抗仍為主要原因之一，尤其是對于三陰性(ER-/PR-/HER2-)的乳癌患者。因此，發現更靈敏、更具特異性的檢測手段去提高早期微轉移的正確診斷率對外科臨床醫師選擇合適的手術方式、改善患者的療效和生存率具有重要意義。尤其是從分子調控機制上研究早期識別CSCs以阻斷腫瘤的早期轉移和尋找新的體外負載、干擾措施影響該細胞的永生化，促使它對微環境改變更敏感，從而易于凋亡和易被臨床治療手段消除。此外，通過從分子機制上施加的外部干預可削弱腫瘤的促細胞侵襲、破壞能力，可實現機體與其長期伴生的可能性。

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doi:·綜述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.15.036

*基金項目：重慶市科技計劃項目科研基金(CSTC2011JJA10038)。

作者簡介：周健(1986-)，住院醫師，碩士，主要從事乳腺腫瘤治療研究。 △通訊作者，E-mail:674079699@qq.com。

[中圖分類號]R730.5

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)15-2137-03

(收稿日期：2015-11-22修回日期：2016-01-25)