鄧偉明,韋嘉章,李敏,瞿申紅
(1.廣西醫(yī)學(xué)科學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸科,南寧 530021; 2.廣西醫(yī)科大學(xué)研究生院,南寧 530021)
傳統(tǒng)腫瘤疾病主要通過組織活檢和影像學(xué)檢查結(jié)果進行診斷。影像學(xué)檢查對微小瘤體診斷的準(zhǔn)確率較低,只有當(dāng)腫瘤直徑>5 mm時,影像學(xué)檢查才能發(fā)現(xiàn),而瘤體直徑>1~2 mm時即開始有血管新生[1]。因此,影像學(xué)檢查具有顯著的滯后性。液體活檢技術(shù)的出現(xiàn),為腫瘤的診斷與動態(tài)監(jiān)測提供了新方法。液體活檢是指通過血液、尿液、腦脊液等體液檢測腫瘤的循環(huán)成分。在腫瘤形成和發(fā)展過程中,部分腫瘤細胞由原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶脫落進入外周血液,因此這部分細胞又被稱為循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC)。CTC檢測是近年新興的液體活檢的代表,與傳統(tǒng)組織病理活檢相比,CTC檢測具有便捷、無創(chuàng)、實時的優(yōu)點[2-4]。目前,CTC檢測已廣泛用于腫瘤疾病的診斷和患者預(yù)后的評估。鼻咽癌是一種地理分布極不平衡的頭頸部惡性腫瘤,在我國南方尤其是粵語方言地區(qū)發(fā)病率較高,但在世界大部分地區(qū)卻十分罕見[5]。據(jù)統(tǒng)計,我國鼻咽癌平均發(fā)病率約為2.31/10萬,顯著高于世界平均水平(1.2/10萬)和東亞地區(qū)平均水平(1.8/10萬)[6]。由于缺乏特異性癥狀和有效的早期診斷方法,許多鼻咽癌患者就診時已處于疾病進展期。我國的鼻咽癌大部分為未分化非角化性癌,對放療較敏感。隨著放療技術(shù)的不斷發(fā)展,鼻咽癌患者的局部控制率與臨床預(yù)后均顯著改善,但仍有部分患者出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)和遠處轉(zhuǎn)移,最終導(dǎo)致腫瘤相關(guān)性死亡。近年,隨著液體活檢技術(shù)的不斷發(fā)展完善,CTC檢測在腫瘤診療中的作用越來越受到關(guān)注[7-10]。現(xiàn)就CTC檢測在鼻咽癌診療中的研究進展予以綜述。
CTC以不同形態(tài)存在于外周血,既有單個細胞CTC,也存在CTC細胞簇(CTC≥3個細胞),這些CTC細胞簇也被稱為循環(huán)腫瘤微栓子,在惡性腫瘤轉(zhuǎn)移中起重要作用,且循環(huán)腫瘤微栓子比CTC更具侵襲性、轉(zhuǎn)移潛能以及對凋亡的抵抗力[11-12]。與外周血中只有CTC的患者相比,外周血中出現(xiàn)循環(huán)腫瘤微栓子的腫瘤患者無進展生存期、總生存期均顯著縮短[13]。CTC具有不同的細胞表型,包括上皮細胞型CTC、上皮與間質(zhì)細胞混合型CTC和間質(zhì)細胞型CTC,細胞表型可反映腫瘤細胞的惡性程度,其中間質(zhì)細胞型CTC較其他表型CTC具有更強的遷移和侵襲能力[14]。在腫瘤細胞增殖過程中,CTC可發(fā)生上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),主要表現(xiàn)為上皮細胞標(biāo)志物(如上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白)下調(diào)和間質(zhì)細胞標(biāo)志物(如波形蛋白、螺旋蛋白)上調(diào)[15-16]。研究表明,在評估肝細胞癌的轉(zhuǎn)移以及確定治療方案時,檢測波形蛋白陽性的CTC較所有的CTC可能更具價值[17]。此外,EMT可協(xié)助CTC進入外周血液,使細胞獲得更強的侵襲能力,從而促進腫瘤的轉(zhuǎn)移[18-19]。
2.1CTC的富集 外周血中CTC的數(shù)量極少,平均每105~107個血細胞有1個CTC[20],特別是在腫瘤早期,CTC的濃度更低。因此,敏感性高、特異性強的檢測分析方法對實現(xiàn)最大限度的CTC富集至關(guān)重要。根據(jù)CTC的生物學(xué)特性(蛋白質(zhì)標(biāo)志物的表達)和物理特性(大小、密度、可變形性等),可以實現(xiàn)對CTC的分離和富集。
2.1.1膜過濾技術(shù) 與外周血細胞相比,CTC具有更大的核質(zhì)比和體積[21]。膜過濾法是指利用CTC與外周血細胞體積的差異,通過8 μm孔徑的濾過膜分離血細胞,從而獲得CTC[22]。膜過濾技術(shù)操作簡單,具有便捷、高效、價廉等特點,且分離出的CTC不受其表面抗原上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白等影響[23]。血液中存在大小不等的CTC,部分體積較小的CTC能夠通過濾過膜,而體積較大的外周血細胞則無法通過濾過膜,因此易出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果。此外,即使濾過膜不堵塞,也很難完全從外周血中分離提取出高純度的CTC,因此膜過濾技術(shù)會影響CTC的純度。
2.1.2密度梯度離心技術(shù) 密度梯度離心技術(shù)是指利用細胞沉降系數(shù)的差異來分離細胞。根據(jù)斯托克斯定律,顆粒的沉降速率與顆粒的大小和密度成正比,同時與懸浮液的密度也成正比,因此,含有不同類型細胞的混合物經(jīng)離心分離后,細胞會根據(jù)其自身密度以不同速率通過密度梯度,從而得到不同的分層區(qū)域[21]?;谕庵苎褐屑毎芏鹊牟煌谕庵苎屑尤胩囟ǖ姆蛛x液,經(jīng)過離心后由下至上依次得到紅細胞、粒細胞、離心液和單核細胞,而CTC、血漿在最上層[24]。密度梯度離心法具有成本低、簡單可靠等優(yōu)點,同時可保留CTC的活性。但在操作過程中混入了分離液會導(dǎo)致CTC部分損失;此外,部分白細胞與CTC密度接近,不易被清除,導(dǎo)致CTC純度較低。
2.1.3免疫磁珠富集技術(shù) 免疫磁珠富集法是將抗體與磁珠上的細胞表面抗原結(jié)合,形成特異抗原抗體復(fù)合物,然后通過磁場的吸附作用將CTC分離出來。根據(jù)細胞表達抗原的不同,免疫磁珠富集法可分為陽性分選和陰性分選[25]。陽性分選是針對上皮來源的腫瘤細胞標(biāo)志物(如上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白)與連接有磁珠的特異性單抗結(jié)合,外加磁場吸附作用,從而分離出CTC。陽性分選依賴上皮細胞黏附分子、細胞角蛋白等抗原的表達,腫瘤細胞在遷移過程中常發(fā)生EMT,而上皮細胞標(biāo)志物丟失可導(dǎo)致CTC漏檢,出現(xiàn)假陰性結(jié)果[26]。陰性分選是利用外周血中表達的抗原(如CD45)與磁珠表面的抗體特異性結(jié)合,去除白細胞而富集CTC。陰性分選特異性高,可避免EMT的影響,因此臨床上多采用陰性分選技術(shù)進行CTC檢測,但缺點是捕獲到的CTC純度相對較低。
2.1.4CanPatrolTMCTC富集技術(shù) CanPatrolTMCTC富集技術(shù)充分結(jié)合了免疫磁珠富集技術(shù)和膜過濾技術(shù)的特點,在濾過前,首先通過紅細胞裂解去除紅細胞,然后通過磁珠分離技術(shù)去除白細胞,最后將體積較大的CTC分離出來。CanPatrolTMCTC富集技術(shù)是一種基于過濾的方法,可提供單個CTC的形態(tài)學(xué)、免疫細胞學(xué)以及遺傳學(xué)的表征。收集到的CTC可以通過免疫熒光、熒光原位雜交和基于聚合酶鏈反應(yīng)的遺傳分析進行鑒定。CanPatrolTMCTC富集技術(shù)的平均去白細胞效率為99.98%,CTC平均回收率不低于80%[27];與單純的免疫磁珠富集技術(shù)相比,CanPatrolTMCTC富集技術(shù)CTC平均回收率提高約22%[28]。免疫磁珠技術(shù)和膜過濾技術(shù)兩者優(yōu)化后的CanPatrolTMCTC富集技術(shù)靈敏度更高,可復(fù)性更好。
2.2CTC的鑒定 目前CTC的鑒定技術(shù)主要包括流式細胞技術(shù)、免疫熒光技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)以及熒光原位雜交技術(shù)等。流式細胞技術(shù)綜合單克隆抗體、免疫細胞化學(xué)、激光以及電子計算機技術(shù)等,使熒光標(biāo)記的抗體與CTC表面抗原特異性結(jié)合,然后通過流式細胞儀快速定量分析CTC。流式細胞術(shù)精確度高、準(zhǔn)確性好,但靈敏度差,成本高。免疫熒光技術(shù)是目前應(yīng)用廣泛的CTC鑒定技術(shù),其根據(jù)抗原抗體反應(yīng)原理,借助細胞角蛋白、CD45等熒光抗體和熒光染料對CTC染色,然后在熒光顯微鏡下對染色的CTC進行分析鑒定。聚合酶鏈反應(yīng)是一種靈敏度較高的鑒定技術(shù),通過檢測腫瘤細胞信使RNA的表達水平鑒定CTC,但假陽性率較高,且細胞形態(tài)易受到破壞,不利于CTC的進一步使用。熒光原位雜交技術(shù)結(jié)合了分子生物學(xué)與細胞遺傳學(xué)的特征,利用熒光素標(biāo)記的核酸探針對CTC進行鑒定,且具有較高的靈敏度和特異度。
3.1早期診斷 鼻咽癌的早診斷、早治療是降低患者病死率、提高生存率的關(guān)鍵。目前,鼻咽癌的診斷大多依靠EB病毒血清學(xué)檢測及DNA分析或影像學(xué)檢查,組織病理學(xué)活檢仍是確診的金標(biāo)準(zhǔn)。EB病毒血清抗體標(biāo)志物與血漿EB病毒DNA檢測均可用于鼻咽癌的早期篩查,但特異度不高。而影像學(xué)和病理學(xué)檢查也存在明顯的局限性。CTC在鼻咽癌各個階段的表達不同,因此檢測外周血中的CTC對鼻咽癌的早期篩查及診斷均具有積極作用[29]。毛燕嬌等[30]采用CanPatrolTMCTC富集技術(shù)分析49例鼻咽癌患者與20例正常人CTC的表達水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅在鼻咽癌患者腫瘤細胞中檢測到CTC,而在正常人或非腫瘤細胞中并未檢測到CTC。該發(fā)現(xiàn)與吳君心等[31]、伍勇等[32]、蔡清清等[33]的研究結(jié)論一致。因此,CTC可作為鼻咽癌早期輔助診斷的標(biāo)志物。
3.2輔助分期 TNM分期是影響鼻咽癌患者治療的重要因素。臨床上鼻咽癌的診斷和TNM分期主要依靠磁共振成像等影像學(xué)技術(shù),但影像學(xué)具有遲滯性和不穩(wěn)定性,不能及時評估鼻咽癌的療效。而CTC檢測不僅可彌補影像學(xué)和組織病理學(xué)的局限,還能反映腫瘤整體異質(zhì)性的特征,特別是對于已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移或接受過治療的患者,CTC具有顯著優(yōu)勢。Yu等[10]指出,鼻咽癌晚期(Ⅳ期)患者總CTC計數(shù)顯著高于鼻咽癌Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ期患者,其CTC中位數(shù)水平也高于鼻咽癌早期患者。Si等[34]應(yīng)用CanPatrolTMCTC富集技術(shù)和經(jīng)典原位雜交實驗分離、鑒定鼻咽癌患者的CTC,結(jié)果發(fā)現(xiàn),CTC水平與鼻咽癌分期密切相關(guān),且鼻咽癌患者總CTC計數(shù)、間質(zhì)型CTC計數(shù)以及間質(zhì)型CTC占總CTC的比例均與鼻咽癌的臨床分期呈正相關(guān),而混合型CTC計數(shù)與鼻咽癌的臨床分期呈負(fù)相關(guān)。以上研究表明,CTC的分型檢測結(jié)果可以作為TNM分期的補充手段。然而,另一項關(guān)于CTC與頭頸部鱗狀細胞癌臨床特征的前瞻性研究顯示,CTC與頭頸部鱗狀細胞癌分期無相關(guān)性[35]。Li等[36]的研究結(jié)果也證實鼻咽癌患者CTC的陽性率與TNM分期無相關(guān)性。此外,He等[29]發(fā)現(xiàn),CTC在鼻咽癌各分期均有表達,但與TNM分期無關(guān)。雖然鼻咽癌患者存在CTC,但CTC與TNM分期的相關(guān)性仍存在較大爭議。
3.3療效評價 臨床醫(yī)師可根據(jù)CTC檢測結(jié)果及時有效地調(diào)整治療方案,提高鼻咽癌患者的療效。有研究發(fā)現(xiàn),鼻咽癌患者的CTC水平與療效具有一定相關(guān)性[36-37]。曾偉華等[38]利用抗體標(biāo)記聯(lián)合流式細胞儀檢測60例晚期鼻咽癌患者的CTC水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與治療前相比,治療后3個月患者的CTC計數(shù)及陽性率均顯著降低,同時CTC陰性患者的緩解率顯著高于CTC陽性患者,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Zhang等[39]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)2~4個周期的化療后,鼻咽癌患者的CTC計數(shù)顯著降低,表明CTC數(shù)量變化與治療反應(yīng)相關(guān),治療后患者的CTC數(shù)量減少表明鼻咽癌患者獲得顯著療效。由此可見,CTC在評估鼻咽癌療效方面具有良好的應(yīng)用價值。
3.4預(yù)后評估 復(fù)發(fā)或遠處轉(zhuǎn)移是腫瘤患者預(yù)后不良的重要指標(biāo),而腫瘤的復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移均與CTC密切相關(guān)[40]。研究表明,CTC的存在與乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌、肝癌、肺癌等患者的不良預(yù)后相關(guān),而在腫瘤治療過程中CTC計數(shù)會發(fā)生改變,表明CTC可作為監(jiān)測腫瘤患者預(yù)后的潛在指標(biāo)[7,41-45]。也有報道指出,CTC是鼻咽癌患者預(yù)后不良的獨立危險因素,CTC計數(shù)增加表明晚期鼻咽癌患者的預(yù)后不良,且與EB病毒DNA檢測相比,CTC診斷遠處轉(zhuǎn)移的特異度顯著升高,而CTC聯(lián)合EB病毒DNA檢測還可提高臨床判斷鼻咽癌患者預(yù)后的準(zhǔn)確率[46-47]。Wen等[48]研究證實,間質(zhì)細胞型CTC與鼻咽癌患者無進展生存期顯著相關(guān),化療后血液中未檢測到間質(zhì)細胞型CTC的患者無進展生存期顯著延長,表明間質(zhì)細胞型CTC可作為預(yù)測患者無進展生存期的重要指標(biāo)。另有研究表明,鼻咽癌患者的CTC計數(shù)與轉(zhuǎn)移也具有相關(guān)性,發(fā)生轉(zhuǎn)移的鼻咽癌患者CTC平均計數(shù)顯著高于未轉(zhuǎn)移患者,且差異有統(tǒng)計學(xué)意義[49]。此外,Si等[34]研究發(fā)現(xiàn),間質(zhì)型CTC與鼻咽癌的轉(zhuǎn)移呈顯著正相關(guān),尤其是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,同時混合型CTC、間質(zhì)型CTC占總CTC的比例也與鼻咽癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。
3.5指導(dǎo)治療 腫瘤治療已進入個體化治療時代,基因檢測可為腫瘤治療提供最有利的信息,依據(jù)基因分子結(jié)構(gòu)的特點,針對不同基因靶點選擇合適治療藥物,可以達到精準(zhǔn)醫(yī)療的目的。血液中的CTC攜帶腫瘤的全部基因,通過監(jiān)測鼻咽癌患者CTC的表型變化,有助于判斷CTC的侵襲性和轉(zhuǎn)移能力;同時,對CTC進行基因分析還可為臨床醫(yī)師提供更準(zhǔn)確、更完整的信息,有利于鼻咽癌患者個體化治療的實施。Zhang等[39]監(jiān)測12例鼻咽癌患者接受吉西他濱聯(lián)合順鉑化療后外周血中CTC核型的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn),攜帶三倍體和多倍體CTC的患者較攜帶四倍體CTC的患者更易出現(xiàn)耐藥,表明CTC的核型分析可評價化療的敏感性與耐藥性,是鼻咽癌患者療效的重要預(yù)測因子。Fu等[50]研究表明,鼻咽癌患者外周血中人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶信使RNA的表達與腫瘤浸潤范圍、淋巴轉(zhuǎn)移及遠處轉(zhuǎn)移均密切相關(guān),而放化療可抑制人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因的表達,因此檢測鼻咽癌患者CTC中人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶信使RNA水平,可以為鼻咽癌患者的早期診斷、治療以及預(yù)后提供重要信息??梢姡芯勘茄拾┗颊咄庵苎蠧TC的基因表達對治療的選擇具有重要意義,但仍需更充分的證據(jù)驗證其應(yīng)用價值。
CTC檢測技術(shù)是一種非侵襲性的生物分析方法,具有靈活、便捷、無創(chuàng)的優(yōu)點。CTC檢測在腫瘤各治療階段均可進行,可實時監(jiān)測腫瘤動態(tài)變化、精準(zhǔn)地了解腫瘤的遺傳學(xué)信息,為腫瘤患者的個體化診療提供依據(jù)。目前CTC在鼻咽癌患者的臨床應(yīng)用中已展現(xiàn)出良好的前景,但仍存在某些技術(shù)難題有待解決,如目前的技術(shù)尚不能同時兼顧高特異度與高靈敏度、對CTC陽性的判斷尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等。因此,改進目前的CTC檢測技術(shù),不僅有助于指導(dǎo)鼻咽癌的治療,還可改善患者的預(yù)后。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展,未來CTC檢測技術(shù)會不斷完善,其臨床應(yīng)用價值也將顯著提高。