循環腫瘤細胞在去勢抵抗性前列腺癌中的應用進展

湯元佳綜述，何衛陽，茍 欣審校

（重慶醫科大學附屬第一醫院泌尿外科，重慶400016）

循環腫瘤細胞在去勢抵抗性前列腺癌中的應用進展

湯元佳綜述，何衛陽，茍 欣審校

（重慶醫科大學附屬第一醫院泌尿外科，重慶400016）

前列腺腫瘤；血液循環；腫瘤/病理學；預后；綜述

前列腺癌是老年男性較為常見的惡性腫瘤，具有地理及種族差異性。在美國，前列腺癌是男性中最常見的惡性腫瘤，居男性腫瘤特異性死亡原因第2位，2013年新診斷患者為238 590例，由該病導致約29 720例死亡[1]。我國的發病率也呈逐年上升趨勢，2009年發病率達9.92/10萬，死亡率為4.19/10萬，在男性惡性腫瘤中排第9名；2010年發病率為12.10/10萬，死亡率為4.35 /10萬，在男性惡性腫瘤中排第7位[2-3]。相當一部分患者在確診時已失去根治機會，雖然對內分泌治療的初始反應較好，但短暫緩解后不可避免地均發展為去勢抵抗性前列腺癌（CRPC），該類患者預后差，中位生存時間1～2年[4]，對治療反應的差異性表現使醫生對各種治療方案難以選擇，對患者預后的評判也難以明朗。前列腺癌監測和評價預后的手段由最初的前列腺特異抗原（PSA）、Gleason評分，到現在尚未普及但有望取代前者的循環腫瘤細胞（CTC）。因此，本文對CTC在前列腺癌中的臨床應用進行總結及綜述，為CRPC的治療提供參考。

1 CTC概述

從轉移性惡性腫瘤患者的血液中提取并分析CTC，已經成為一種認識腫瘤發生機制和侵襲轉移過程的常規研究手段。雖然上皮源性的CTC在100多年前就曾被很好地描述過[5]，但CTC計數作為上皮源性惡性腫瘤的預后相關生物標志，只是最近才在前列腺癌的研究中得到應用[6-7]。與傳統的轉移瘤組織活檢相比，提取CTC有以下優勢：外周血標本的獲得很方便、經濟，相對風險低，且便于復查和監測。用CTC進行腫瘤的實時監測是十分吸引人的，因為可借此來評估腫瘤所致的全身負擔，還能追蹤并發現腫瘤細胞的新變化[8]，揭示腫瘤發展的基本過程如侵襲現象、轉移和對治療的反應，從而使臨床醫生有機會幫助患者選擇更加有針對性的治療方案并進行有效管理，包括對預后作出更有價值的評估。

2 CTC的發生原理及研究方法

盡管轉移瘤是腫瘤細胞穿越了血液或淋巴組織形成的，但仍然難以對其精確描述。廣為接受的假設是CTC起源于原發灶或轉移灶中具有從基底膜脫離能力的瘤細胞，后者侵入組織基質進入脈管。這種侵襲現象的發生被認為是對逐漸增加的組織缺氧的一種應激反應，缺氧是腫瘤組織生長和競爭營養的結果[9]，并由此導致了新生血管和淋巴管的形成[10]。關于CTC的一個關鍵過程是上皮細胞間質轉型（EMT），該現象最初在胚胎發育中被發現。

血液中出現CTC的概率不大，其數量與白細胞的比例約為1∶1 000 000。在大部分轉移性惡性腫瘤中，有核非造血細胞表達的上皮細胞黏附分子（EpCAM）和細胞角蛋白可被檢測到[11]。許多富集技術可用于分離CTC，每種富集平臺分離和識別CTC是基于某一系列細胞學特征。大多數平臺利用了免疫細胞化學富集法，也就是依賴細胞表面標志物，通常都是上皮源性的標志物，如EpCAM和細胞角蛋白的表達。少數平臺不依賴這些標志物，而是利用細胞其他特征來分辨腫瘤細胞，例如細胞大小、異型性或生物電特征。盡管有大量CTC富集平臺，特別是那些依賴細胞表面標志物的，如果瘤細胞的上皮源性標志物表達下調甚至丟失，將無法發揮富集作用，而前列腺癌的瘤細胞中上皮抗原的表達率尚可（＞50%）[11-12]，有利于細胞的分離，也是CTC在前列腺癌領域研究較多的原因。在得到CTC后就可以進行一系列的研究，如CTC計數、培養、分子標記物檢測和腫瘤干細胞的研究等。

3 CTC的臨床應用方向

3.1 CTC計數在CRPC中的應用 外周血CTC計數在前列腺癌中的應用于2007年得到進一步評估。de Bono等[7]報道，將該指標用于CRPC的化療患者，每例患者抽取7.5 mL血液標本進行CTC計數，結果提示CTC計數與總生存率具有相關性。他們一共評估了231例CRPC患者，定義CTC＜5個為有利因素，≥5個為不利因素，在治療后的不同時間點該因素是總生存率的最強獨立預測因子，其相比治療后的PSA變化有更強的預測性。該研究結果同樣得到了其他學者的證實[13-14]。為評估治療效果，有2位學者在評估阿比特龍治療CRPC的二期實驗中引入了CTC計數分析，他們分別發現有34%和41%的患者在治療中CTC計數由不利（CTC≥5個）轉化為有利（CTC＜5個）[15-16]。然而在另一項研究中，基線 CTC計數卻并無臨界值效應，僅作為預測生存率的一個連續變量[17]。在最近被批準用于進展性前列腺癌的新藥阿比特龍的使用中，研究者還發現，CTC計數變化聯合血清乳酸脫氫酶變化與生存的相關性優于PSA的變化[18]。這些發現強化了CTC計數可能成為一個潛在的替代性生物標記來反映治療效果和生存率。盡管這種應用是建立在嚴格統計學意義上的CTC計數與預后的關聯上，但仍然需要更多的實驗來證實患者的實際獲益。

為了讓CTC作為生物標記能夠替代如生存率這樣的指標，其必須能夠滿足替代的標準，也就是在各種治療下，從開始治療到治療終末都有該替代性生物標記物參與其中，這樣的話，一旦替代性終點出現，就不需要其他信息來決定實際終末的轉歸。CTC能否滿足這樣嚴格的標準尚有大量的工作要做。上述一系列鼓舞人心的發現提示，如果能夠使CTC作為上述類似情況下生存率的替代指標，將能夠縮短對實驗藥物的療效評價時間，從而使藥物獲得批準前的長期臨床隨訪時間降低，使三期臨床試驗的效率大為提高。

3.2 CTC分子檢測在CRPC中的應用 最近的一項研究探討了CTC的分子標記是否能指導前列腺癌治療決策的制訂[19]。在研究中，單個細胞的免疫熒光法被用于雄激素刺激和雄激素剝奪的雄激素依賴性（LNCaP）細胞系，以作為雄激素受體信號活躍的標記。這個雄激素信號活躍[（PSA＋、前列腺特異性膜抗原（PSMA＋）]標記后用于轉移性前列腺癌患者的CTC，后者已經捕獲了EpCAM抗體包裹的微流體芯片。作者發現，雖然當患者發展到CRPC能夠檢測到對二線內分泌治療的某種程度的反應，初始的雄激素剝奪治療在去勢敏感的患者，與雄激素受體信號的大幅度下調有著密切關系[19]。值得注意的是，對于CRPC患者如果存在雄激素受體信號持續上調，盡管應用雄激素合成抑制劑阿比特龍治療，仍然會有不良預后，提示阿比特龍不能夠阻斷雄激素受體并且可能導致藥物抵抗和疾病進展[20]。這些初步結果指出，CTC的系列分子表型被用于臨床來監測療效的可能性，并且篩選具有不利于該項治療特征的患者進行其他治療，但結論尚需更大型的研究進一步證實。

3.3 其他的臨床應用方向 CTC培養的潛在應用價值是判斷其對化療或其他新藥的敏感性。在一項CRPC的研究中，CTC在GEDI微流體裝置中被捕獲，并暴露于不同類型的紫杉烷化療藥物，作者發現，有臨床進展趨勢患者的CTC對化療發生了微管反應，使體內藥物試驗可作用于CTC的可能性大大增加，故而能夠指導治療方式選擇，并有效剔除治療無效的患者[21]。使用新的體外動物模型療法來治療CTC，是否能夠完全反映臨床上觀察到的情況有待進一步研究證實。然而，無論患者或臨床醫生都迫切需要這些結果，那就是更多、更大型的這方面機制研究。現有的大部分實驗關注點多在CTC計數的臨床應用，還有許多僅研究了CTC表達的上皮源性標志物。然而，更多逐漸出現的證據顯示，EMT在轉移瘤的形成中發揮了重要作用。目前CTC的干細胞樣特點開始被研究者重視，越來越多的腫瘤細胞生物學的課題開始探索EMT、干細胞與轉移瘤的關系。關于轉移性上皮源性惡性腫瘤保持大量組織特異性特征，例如前列腺癌細胞分泌PSA，因此，有理由假設一個去分化的干細胞樣的瘤細胞分化為成熟的上皮源性瘤細胞的類似過程可能發生。很早就發現，原發腫瘤內部的瘤細胞在轉移和重建潛能上存在異質性。已有研究證實，只有一些腫瘤能夠從單個瘤細胞發展而來，這些子代細胞與父代在形態上也大相徑庭[22]。該研究為現代腫瘤干細胞假設提供了基礎，也就是在腫瘤內部存在一群可以連續自我更新的細胞，分化為表型不同的后代。

4 小 結

CTC是從原發腫瘤上脫落進入血液循環的，這也是腫瘤從原發部位轉移至身體其他部位的原因。近年來的一些研究顯示，CTC可作為一個標志物用于預測發生遠處轉移的腫瘤患者[23]，甚至早期腫瘤患者的生存率[24]。CTC計數已經被美國食品藥品監督管理局（FDA）批準作為轉移性乳腺癌、前列腺癌和結直腸癌的預后評價指標[25]。在CRPC患者中，CTC計數的增加與疾病的進展、轉移病灶的增加及復發時間的縮短相關[26]。CTC計數可實時監測腫瘤進展，具有指導治療管理，顯示治療的效果或必要性，甚至提示藥物抵抗的潛在可能。因此，CTC不僅能作為臨床試驗的替代性終點標記，還可作為藥物治療的靶點[27]。原發腫瘤與CTC之間，CTC亞群之間常發生基因表達的差異。在這個意義上，研究者就有可能通過表達特點辨別其組織起源，借此發現器官特異性的轉移標記。這也許能幫助研究者定位較小的轉移灶，為進一步診斷和治療提供有價值的信息[28]。

盡管CTC計數是與預后相關的，但目前尚不能作為臨床獲益的標志，也尚未在臨床很好地廣泛開展和驗證。在這方面技術上的限制是很難在數以億計的血細胞中發現為數不多的腫瘤細胞，并且將其與其他上皮來源的非腫瘤細胞區分開。假如技術進步實現自動化和高通量的細胞分離，同時更好顯現血液中的癌細胞，將會有助于CTC計數。通過CTC研究，無需病理活檢就能夠縱向地評估瘤細胞的基因突變和其他遺傳學改變，在CRPC的發病機制研究中發揮著至關重要的作用，為了解腫瘤發生發展的生物學特征提供了一個獨特的視角。此外，CTC技術也使得對治療后瘤細胞分子水平變化和腫瘤異質性的研究變為現實，這也是病理活檢無法顧及的。在此基礎上，有可能根據風險、預后和治療反應對患者進行分層[29]。CTC的分子特征幫助解釋了CRPC治療抵抗的潛在機制，其作為生物標記可對新型抗腫瘤藥物治療CRPC的患者合理分層。最終，CTC的DNA序列將會引導CRPC腫瘤異質性的發現，以探究腫瘤增殖演化和藥物抵抗的關系。未來CTC的研究必將發現一個可靠的生物標記，與治療獲益的關系有著顯著的統計學意義，用來作為評估CRPC患者預后的標志。并且，CTC研究可能加快抗癌藥物研發，最大限度地縮短對CRPC有效藥物的審批時間。

[1]Center MM，Jemal A，Lortet-Tieulent J，et al.International variation in prostate cancer incidence and mortality rates[J].Eur Urol，2012，61（6）：1079-1092.

[2]田晶，王娟，牛遠杰.雄激素受體在前列腺癌細胞中作用及其靶向治療的研究進展[J].中國腫瘤臨床，2013，40（9）：547-550.

[3]韓蘇軍，張思維，陳萬青，等.中國前列腺癌發病現狀和流行趨勢分析[J].臨床腫瘤學雜志，2013，18（4）：330-334.

[4]Dahut WL，Madan RA，Karakunnel JJ，et al.PhaseⅡclinical trial of cediranib in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer[J]. BJU Int，2013，111（8）：1269-1280.

[5]Ashworth TR.A case of cancer in which cells similar to those in the tumours were seen in the blood after death[J].Med J，1896：146-149.

[6]Friedlander TW，Premasekharan G，Paris PL.Looking back，to the future of circulating tumor cells[J].Pharmacol Ther，2014，142（3）：271-280.

[7]de Bono JS，Scher HI，Montgomery RB，et al.Circulating tumor cells predict survival benefit from treatment in metastatic castration-resistant prostate cancer[J].Clin Cancer Res，2008，14（19）：6302-6309.

[8]Murtaza M，Dawson SJ，Tsui DW，et al.Non-invasive analysis of acquired resistance to cancer therapy by sequencing of plasma DNA[J].Nature，2013，497（7447）：108-112.

[9]Semenza GL.Molecular mechanisms mediating metastasis of hypoxic breast cancer cells[J].Trends Mol Med，2012，18（9）：534-543.

[10]Cao Z，Shang B，Zhang G，et al.Tumor cell-mediated neovascularization and lymphangiogenesis contrive tumor progression and cancer metastasis[J]. Biochim Biophys Acta，2013，1836（2）：273-286.

[11]Allard WJ，Matera J，Miller MC，et al.Tumor cells circulate in the peripheral blood of all major carcinomas but not in healthy subjects or patients with nonmalignant diseases[J].Clin Cancer Res，2004，10（20）：6897-6904.

[12]Okegawa T，Nutahara K，Higashihara E.Immunomagnetic quantificafion of circulating tumor cells as a prognostic factor of androgen deprivation responsiveness in patients with hormone naive metastatic prostate cancer[J]. J Urol，2008，180（4）：1342-1347.

[13]Scher HI，Jia X，de Bono JS，et al.Circulating tumour cells as prognostic markers in progressive，castration-resistant prostate cancer：a reanalysis of IMMC38 trial data[J].Lancet Oncol，2009，10（3）：233-239.

[14]Okegawa T，Nutahara K，Higashihara E.Association of circulating tumor cells with tumor-related methylated DNA in patients with hormone-refractoryprostate cancer[J].Int J Urol，2010，17（5）：466-475.

[15]Danila DC，Morris MJ，de Bono JS，et al.PhaseⅡmulticenter study of abiraterone acetate plus prednisone therapy in patients with docetaxeltreated castration-resistant prostate cancer[J].J Clin Oncol，2010，28（9）：1496-1501.

[16]Resel Folkersma L，Olivier Gómez C，San José Manso L，et al.Immunomagnetic quantification of circulating tumoral cells in patients with prostate cancer：clinical and pathological correlation[J].Arch Esp Urol，2010，63（1）：23-31.

[17]Reid AH，Attard G，Danila DC，et al.Significant and sustained antitumor activity in post-docetaxel，castration-resistant prostate cancer with the CYP17 inhibitor abiraterone acetate[J].J Clin Oncol，2010，28（9）：1489-1495.

[18]Scher HI，Heller G，Molina A，et al.Circulating tumor cell biomarker panel as an individual-level surrogate for survival in metastatic castra tionresistant prostate cancer[J/OL].J Clin Oncol，2015-03-23[2015-03-29]. http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Evaluation+of+a+composite +biomarker+panel+including+circulating+tumor+cell+enumeration+as+ a+surrogate+for+survival+in+metastatic+castration-resistant+prostate+ cancer.

[19]Miyamoto DT，Lee RJ，Stott SL，et al.Androgen receptor signaling in circulating tumor cells as a marker of hormonally responsive prostate cancer[J]. Cancer Discov，2012，2（11）：995-1003.

[20]Ozkumur E，Shah AM，Ciciliano JC，et al.Inertial focusing for tumor antigen-dependent and-independent sorting of rare circulating tumor cells[J]. Sci Transl Med，2013，5（179）：179.

[21]Polyak K，Weinberg RA.Transitions between epithelial and mesenchymal states：acquisition of malignant and stem cell traits[J].Nat Rev Cancer，2009，9（4）：265-273.

[22]Goodman OB Jr，Fink LM，Symanowski JT，et al.Circulating tumor cells in patients with castration-resistant prostate cancer baseline values and correlation withprognostic factors[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2009，18（6）：1904-1913.

[23]Rhim AD，Mirek ET，Aiello NM，et al.EMT and dissemination precede pancreatic tumor formation[J].Cell，2012，148（1/2）：349-361.

[24]Herwig R，Horninger W，Rehder P，et al.Ability of PSA-positive circulating macrophages to detect prostate cancer[J].Prostate，2005，62（3）：290-298.

[25]Olmos D，Arkenau HT，Ang JE，et al.Circulating tumour cell（CTC）counts as intermediate end points in castration-resistant prostate cancer（CRPC）：asingle-centre experience[J].Ann Oncol，2009，20（1）：27-33.

[26]Plaks V，Koopman CD，Werb Z.Cancer.Circulating tumor cells[J].Science，2013，341（6151）：1186-1188.

[27]Alix-Panabieres C，Pantel K.The circulating tumor cells：liquid biopsy of cancer[J].Klin Lab Diagn，2014（4）：60-64.

[28]Shaffer DR，Leversha MA，Danila DC，et al.Circulating tumor cell analysis in patients with progressive castration-resistant prostate cancer[J].Clin Cancer Res，2007，13（7）：2023-2029.

[29]Yap TA，Swanton C，de Bono JS.Personalization of prostate cancer prevention and therapy：are clinically qualified biomarkers in the horizon[J]. EPMA J，2012，3（1）：3.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.014

A

1009-5519（2015）15-2287-03

2015-04-01）

湯元佳（1985-），男，湖北襄陽人，碩士研究生，主要從事泌尿系腫瘤方面研究；E-mail：tangyuanjia@sina.com。

茍欣（E-mail：gouxincq@163.com）。