联合检测非整倍体循环肿瘤来源的内皮细胞和循环肿瘤细胞有助于早期非小细胞肺癌的诊断

Combined detection of aneuploid circulating tumor-derived endothelial cells and circulating tumor cells may improve diagnosis of early stage non-small-cell lung cancer

发布时间:2020.7.13

发布期刊:Clinical and Translational Medicine

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       我国每年新发肺癌70多万例,占全部新发肿瘤的17%。在过去的20年间肺癌的发病率持续上升,五年生存率仅维持在16-18%之间,缺乏早期诊断和远处转移是肺癌生存率低的重要因素。因此,找到与肺癌发生发展相关的精准的生物标志物就显得格外重要。
2020年7月13日,Clinical and Translational Medicine杂志在线发表了中国医学科学院肿瘤医院赫捷院士团队的最新成果“ Combined detection of aneuploid circulating tumor-derived endothelial cells andcirculating tumor cells may improve diagnosis of early stage non-small-celllung cancer”,文章揭示联合检测非整倍体循环肿瘤来源的内皮细胞和循环肿瘤细胞有助于早期非小细胞肺癌的诊断。

       许多肿瘤来源的内皮细胞(TECs)落入血液系统成为可循环的TECs(CTECs)。少数情况下循环系统中的非整倍体细胞(非血液系统来源)包括循环系统中的肿瘤细胞(CTCs)和CTECs两种细胞,二者在生物学特性和功能上都不同。CD31是最有代表性的内皮细胞(EC)的标志物之一。因为在循环系统中有大量的正常ECs,所以单独CD31一项指标还不足以检测恶性CTECs。非整倍性8号染色体(CEP8)是识别恶性细胞的重要标志。原位表型和核型联合分析(包括蛋白表达和非整倍性染色体检测)在区分和检测CTCs和CTECs方面有其独特的优势。

本项研究中共有98位入选者,其中包括健康志愿者,良性疾病的患者和非小细胞肺癌(NSCLC)早期患者。根据8号染色体的倍数和肿瘤标志物的表达情况对非整倍体CD31+ CTECs和CD31- CTCs进行分型,然后用SE-iFISH法对非整倍体CD31+ CTECs 和CD31- CTCs的不同亚型进行定量分析。结果表明,在荧光显微镜下筛选非整倍体CTCs时,还发现了大量的非整倍体内皮细胞(CTECs)。这些细胞与循环肿瘤细胞(CTCs)具有相同的CEP8非整倍体特征,但CTECs内皮细胞标记CD31+呈强阳性特征

        接着文章研究了不同阶段CTCs与CTECs数量分布特征,发现肺癌的早期阶段可以检测到CTCs,并且在34例早期肺癌患者中,29例存在CTCs,其中17例CTCs多于3个。在正常个体和良性结节患者中也可以发现一些CTC。这些结果表明,在正常人和良性结节个体(衰老的非肿瘤细胞和凋亡的细胞也可以表现为非整倍体)中存在可被误认为是肿瘤细胞的细胞,但数量大多少于3个,说明CTCs可以用来鉴别良恶性结节与早期肺癌。正常对照组、良性结节个体和早期及晚期肺癌患者CTECs数量变化与CTC一致。晚期患者的CTEC数量明显高于正常对照组、良性结节个体和早期肺癌患者。因此,联合考虑CTCs和非整倍体CTEC数量变化特征在早期非小细胞肺癌诊断方面具有更大的优势,且差异具有统计学意义。

        文章进一步对CTCs和CTECs进行单倍体分析,研究发现,CTCs和CTEC都表现出不同程度的染色体非整倍体,即单倍体、三倍体、四倍体和五倍体及以上核型。染色体异常主要涉及多倍体(最常见的畸变是三倍体和五倍体),只有少数具有单倍体。良性结节患者绝大多数CTCs为三倍体,但在癌症(特别是晚期)患者中,五倍体普遍存在。虽然CTECs也以三倍体和五倍体为主,但晚期患者五倍体CTECs数量更多。

        CTCs和CTECs的大小与肺癌患者诊断是否存在联系呢?文章以白细胞的大小(5µm)为参考标准,大于5µm的细胞定义为大细胞,小于5µm的细胞定义为小细胞,分别计算了不同阶段癌症患者CTCs和CTECs大小分布。平均而言,CTCs和CTECs的不同尺寸在区分良恶性结节和分期方面都有用处。然而,与其他细胞相比,尺寸较大的CTCs更有助于识别早期和晚期肺癌。而较大尺寸的CTECs更能区分良性结节和早期肺癌患者,小CTECs不仅数量少,而且在预测和诊断阶段的参考效用也较差。

大、小CTCs和CTEC在不同人群中的数量和分布差异

       总而言之,不同分期的肺腺癌患者,其非整倍体CTCs和CTECs在数量,大小,表面标志物和染色体非整倍性方面都有巨大的差异。非整倍体CTCs和CTECs在肺癌的诊断和治疗中都发挥了各自的作用。未来对非整倍体CTCs和CTECs各亚型的生物学特性进行更加深入的探索将有益于肺癌发病机制和靶向治疗的研究。

原文信息:Combined detection of aneuploid circulating tumor-derived endothelial cells and circulating tumor cells may improve diagnosis of early stage non-small-cell lung cancer. Clin Transl Med. 2020. https://doi.org/10.1002/ctm2.128. [Health Science]