肺癌循環腫瘤細胞侵襲轉移機制的研究進展

陳攀峰，蔣萍，楊敏

天津市第一中心醫院呼吸科，天津 300152

惡性腫瘤的病死率較高，近年來，中國惡性腫瘤的發生率不斷升高，其中，肺癌的發病率和病死率均居所有惡性腫瘤首位[1]。肺癌具有發病隱匿且預后差的特點[2]。隨著現代檢驗技術的不斷發展，循環腫瘤細胞的研究成為惡性腫瘤研究的熱點[3]。從理論上來看，外周循環中循環腫瘤細胞的出現是腫瘤轉移的病理基礎，與患者的預后密切相關。因此，循環腫瘤細胞檢測對惡性腫瘤的臨床診斷、治療及預后評估均有重要意義[4]。本文對肺癌循環腫瘤細胞如何進入外周循環并出現免疫逃逸和形成新病灶進行綜述。

1 肺癌循環腫瘤細胞侵襲轉移的機制

1.1 循環腫瘤細胞從肺癌病灶脫落的機制

循環腫瘤細胞從肺癌病灶的脫落與腫瘤上皮-間充質轉化的機制密切相關。肺癌細胞在上皮-間充質轉化過程中，上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白等上皮標志物表達水平降低，波形蛋白、N-鈣黏蛋白等間質標志物表達水平升高，而肺癌細胞在這一過程中獲得了部分干細胞的生理特征，提高了自身的侵襲能力[5]。因此，肺癌患者進行血清學檢測不僅能夠發現上皮細胞表型的循環腫瘤細胞，還可以發現間質細胞表型的循環腫瘤細胞[6]。此外，上皮-間充質轉化還與肺癌微環境有一定的相關性，轉化后基質金屬蛋白酶表達上調，加速細胞外基質降解速度，導致肺癌細胞從病灶脫落，變成了循環腫瘤細胞，導致了肺癌轉移灶。

1.2 循環腫瘤細胞進入外周微循環的機制

循環腫瘤細胞進入外周微循環的機制比較復雜，肺癌本身分泌的細胞因子表達上調，使病灶周圍毛細血管滲透壓進一步升高，導致侵襲性進一步升高，如WAS-like蛋白能夠調節肌動蛋白細胞骨架，從而提高肺癌細胞的血管內滲[7]。病灶微環境及新生血管生成均可促使循環腫瘤細胞的產生。肺癌細胞能夠誘導細胞外基質成分的改變，使其更好地滲入血管。轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）能夠促使肺癌細胞上皮-間充質轉化而滲入毛細血管，因此通過抑制TGF-β的表達，可進一步抑制肺癌細胞的侵襲轉移[8]。同時TGF-β還能夠調節血管內皮細胞凋亡，使肺癌細胞更好地進入血管。

1.3 循環腫瘤細胞在外周循環中免疫逃逸及避免凋亡的機制

理論上來講，單個肺癌細胞進入外周循環后，會受到機體免疫細胞的攻擊及血流剪切力的影響而凋亡，但臨床研究發現，循環腫瘤細胞在進入外周循環后可抱團形成循環腫瘤細胞簇，從而實現免疫逃逸[9]。循環腫瘤細胞簇的形成能夠提高其侵襲轉移能力，程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）在肺癌細胞中的表達能夠使其逃離免疫細胞的殺傷作用，因此，當肺癌細胞表達PD-L1且自身免疫力下降時，可讓肺癌細胞產生免疫耐受[10]。此外，其他細胞因子在肺癌循環腫瘤細胞免疫逃逸中也發揮了重要作用。如血小板可以附著在肺癌循環腫瘤細胞上，使T淋巴細胞無法殺傷腫瘤細胞；肺癌的發生也可導致調節性T細胞及髓源性抑制細胞表達水平升高，產生免疫抑制作用，是影響免疫治療的常見原因[11]。因此，深入研究循環腫瘤細胞在惡性腫瘤免疫治療中的作用能夠推動免疫治療的進展，提高免疫治療的療效。

1.4 循環腫瘤細胞促進新生血管生成的機制

新生血管生成是肺癌進展轉移的重要前提，其中血管內皮細胞生長因子是刺激血管生成的重要因子[12]。臨床研究發現，血管內皮細胞生長因子水平與循環腫瘤細胞表達水平均升高時，肺癌患者的生存期明顯縮短。同時，血管生成素也在肺癌新生血管生成中發揮了重要作用，血管生成素2與血管內皮細胞生長因子相結合能夠促進血管生成[13]。此外，基質金屬蛋白酶表達上調也能夠加速血管生成。臨床研究發現，具有侵襲能力的循環腫瘤細胞在此過程中能夠加速新生血管生成，從而實現病灶轉移。

2 肺癌循環腫瘤細胞的檢測方法

由于肺癌循環腫瘤細胞在外周循環中的含量較低，因此，臨床檢驗中需要對循環腫瘤細胞進行進一步的鑒別判斷，證實其是肺癌循環腫瘤細胞后，才能夠進行進一步的研究觀察。

2.1 循環腫瘤細胞的分子標志物

循環腫瘤細胞的分子標志物主要包括以下兩種。①上皮細胞分子標志物：由于上皮-間充質轉化是肺癌細胞脫落的重要機制，因此，上皮細胞分子標志物檢測是鑒別循環腫瘤細胞的重要方法，目前多采取磁性細胞分選（magnetic activated cell sorting，MACS）及循環腫瘤細胞芯片法進行篩選，但仍需要結合間質標志物來進一步篩選[14]。上皮細胞黏附分子是目前循環腫瘤細胞檢測中常用的上皮細胞分子標志物，在上皮來源細胞中普遍表達，與細胞黏附、遷移、增殖密切相關，但僅通過單一標志物進行鑒別是不科學的，因為上皮-間充質轉化過程中往往會形成細胞型循環腫瘤細胞、間質細胞型循環腫瘤細胞，且還存在兩種混合型的循環腫瘤細胞，因此需要進行綜合鑒別，才能夠提高臨床鑒別的準確度[15]。②間質細胞分子標志物：與上皮細胞型循環腫瘤細胞相比，間質細胞型循環腫瘤細胞的侵襲轉移能力更強，因此需要對循環腫瘤細胞類型進行辨別。波形蛋白主要在間質細胞內表達，能夠維持細胞的完整性。在肺癌循環腫瘤細胞臨床檢測過程中，利用波形蛋白能夠對循環腫瘤細胞的類型進行較好地鑒別。

2.2 循環腫瘤細胞檢測方法

目前，循環腫瘤細胞臨床鑒定方法較多，主要包括以下4種：①免疫組織化學法，利用組織化學法與抗原抗體免疫反應來檢測循環腫瘤細胞，如在捕獲循環腫瘤細胞后利用細胞形態學分析技術與免疫細胞化學分析技術對其分型進行進一步鑒定。②流式細胞儀，主要利用抗原-抗體結合，通過熒光染色鑒定技術對細胞表面抗原進行分析，能夠將循環腫瘤細胞進行分類分析[16]。該方法能夠觀察肺癌患者血液循環中循環腫瘤細胞與樹突狀細胞的相互作用，利用該方法區分單個循環腫瘤細胞及循環腫瘤細胞簇，還可以用于檢測凋亡的循環腫瘤細胞。隨著該技術在臨床的應用，其檢測效率也不斷提升，可在基層醫院推廣使用。③聚合酶鏈反應檢測法，主要利用特定的mRNA序列進行循環腫瘤細胞鑒定，靈敏度和特異度均較高，是檢測循環腫瘤細胞的常用方法。④循環腫瘤細胞單細胞測序技術，單細胞測序是指對單個細胞基因組或轉錄組的檢測，從而觀察基因的表達情況[17]。由于腫瘤細胞基因變異具有異質性，因此對單個循環腫瘤細胞進行檢測能夠觀察其基因結構及轉錄情況，從而觀察循環腫瘤細胞個體的一致性[18]。對耐藥肺癌患者的單細胞測序檢查發現，淋巴瘤激酶引起的細胞重組是造成患者耐藥的重要原因，因此單細胞測序技術檢測腫瘤細胞突變情況及拷貝數量變化能夠進一步觀察腫瘤的發生發展機制，且預測準確度超過80%。

3 循環腫瘤細胞在肺癌中的應用價值

肺癌是中國發生率、病死率均較高的惡性腫瘤，由于發病隱匿，多數患者的預后較差，晚期肺癌患者的5年生存率不足20%[19]。因此，早診斷、早治療是改善肺癌患者預后的重要途徑，需要尋找有用的檢驗指標，提高肺癌檢出率。循環腫瘤細胞在肺癌臨床診斷、治療及預后評估中均有較好的應用價值，臨床應用前景較好。

3.1 肺癌的早期診斷

循環腫瘤細胞在肺癌早期診斷中有較好的應用價值，臨床研究指出，循環腫瘤細胞對多種惡性腫瘤均有較高的檢出率，可作為肺結節鑒別診斷的重要標志物，與癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、神經元特異性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、細胞角質蛋白19片段抗原21-1（cyto-keratin 19 fragment antigen 21-1，CYFRA21-1）等腫瘤標志物聯合檢測，能夠進一步提高早期肺癌的檢出率，靈敏度、特異度均超過90%，有助于提高早期肺癌的診斷率[20]。

3.2 肺癌的療效評估

循環腫瘤細胞檢測在肺癌療效觀察中的應用能夠評估患者的治療效果，若治療后外周血循環腫瘤細胞檢測為陰性，則提示患者治療效果理想，若仍為陽性則說明療效不佳，仍需要進一步調整治療方案[21]。因此循環腫瘤細胞檢測在肺癌療效評估中具有較好的應用價值，可作為輔助評價療效的重要指標。

3.3 肺癌的預后評估

循環腫瘤細胞在肺癌患者的預后評估中也有較好的應用價值，有研究發現，小細胞肺癌患者術后輔助化療后外周血循環腫瘤細胞仍為陽性，提示復發率較高。術前循環腫瘤細胞檢測陰性患者術后復發率更低，且無進展生存期更長[22]。由此可以推斷，治療后循環腫瘤細胞仍較高的患者的復發率較高，因此需要加強隨訪觀察，警惕肺癌的復發。

4 小結與展望

隨著臨床醫學的快速發展，肺癌臨床治療需要采取個性化的方案，持續動態觀察，從而提高治療總有效率，改善患者的預后。目前，臨床對循環腫瘤細胞的臨床研究較多，能夠為肺癌的治療與預后評估提供有效依據，但仍需對其進行更加深入的研究，從而推動肺癌診療技術的發展。