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液体活检在口腔癌中的研究进展

      编辑:锦瑟       来源:口腔网
 

作者:王晶晗,中南大学湘雅口腔医学院

液体活检通过检测患者的血液、唾液、尿液等液体样本,对其中的循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)、循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)和外泌体(exosomes)等生物标记物进行分析,辅助肿瘤的早期诊断、病情监测、个体化治疗及预后评估等。

相较于传统的组织活检,体液活检的优点有:(1)非侵袭性或侵袭性小;(2)均化肿瘤异质性;(3)重复性高,可实时、连续的监测肿瘤的进展。(4)肿瘤转移潜在风险低。本文将从生物学特性及临床应用等方面就与口腔癌相关CTC、ctDNA及外泌体进行阐述,总结口腔癌领域液体活检的研究进展。

1.循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)

1.1 CTC的生物学特性

1869年,Ashworth在尸检乳腺癌患者时,在血液中发现了与原发肿瘤细胞相似的细胞而提出了循环肿瘤细胞的概念。循环肿瘤细胞是由原始肿瘤或远处转移灶释放进入血液循环的单个细胞或成串细胞群,当形成细胞群时,肿瘤转移潜能增加。原始肿瘤细胞脱落后需经过“转移级联”反应进入循环并形成转移,该过程包括上皮-间充质转换(EMT)、血管内灌注、外周循环存活、外渗、间充质-上皮逆转换(MET)。外周循环因免疫系统作用等因素不利于CTC的存活,可致其凋亡或坏死,只有少数CTC可存活于外周循环中,这类CTC具有高度侵袭性,称之为循环肿瘤干细胞(circulating tumor stem cell,CTSC)。Alixpanabières C等通过动物实验发现,进入循环的CTC具有返回原发灶的潜能。

1.2 CTC在口腔领域的临床应用

1.2.1 疗效与预后评估

Inhestern 等通过监测40例晚期非转移性口腔癌(38%)和口咽癌(63%)患者化疗周期前、手术前、术后放疗前、治疗结束后血液中CTCs含量,并评估其与预后的关系,发现80%的患者在治疗过程中发现CTC,且高水平CTC与肿瘤在治疗过程中复发密切相关,同时,整个治疗周期中CTC始终处于高水平的患者生存率较低。该研究证明,CTC有成为预后标志物的潜能。

1.2.2 个体化治疗指导

Oliveira-Costa 等通过分析OSCC的基因表达谱,寻找在肿瘤进展阶段变化的生物标志物。发现共有879种转录产物发生变化,其中,PD-L1、HOXB9、DHDH、BLNK、ZNF813和IL6ST在组织样本中得到证实。在CTCs中检测6种转录产物的表达,发现PD-L1、HOXB9和ZNF813的表达增加且BLNK的表达降低。本研究认为,抗PD-L1治疗可指导肿瘤个体化治疗。

2.循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)

2.1 循环肿瘤DNA的生物学特性

1948年,Mandel和Métais在人类血液中发现了细胞外的游离核酸(cell-free DNA,cfDNA)片段,后证实cfDNA由坏死或凋亡细胞释放进入体液。正常人体液中存在少量cfDNA(1~10 ng/mL),可由肝脏和肾脏代谢。CtDNA是由原始肿瘤、CTC、肿瘤转移灶及坏死或凋亡的肿瘤细胞释放进入血液循环的游离核酸片段。ctDNA长度约为134~144bp;半衰期约为2 h。CtDNA可在血液、唾液、尿液、脑脊液等多种体液中检出。ctDNA具有肿瘤特异性标记,包括单核苷酸突变、甲基化改变和拷贝数目改变,可用于肿瘤的实时监测。

2.2 循环肿瘤DNA在口腔领域的临床应用

2.2.1 肿瘤的早期诊断

Perdomo等在头颈部癌症患者血浆中检测TP53、NOTCH1、CDKN2A、CASP8和PTEN ctDNA突变的存在,发现42%的患者(包括早期患者)中总共有18个突变。这说明ctDNA可用于辅助肿瘤的检测、诊断。

2.2.2 肿瘤的诊断与监测

异常的DNA甲基化模式可准确在cfDNA中检出,Schröck A等通过649例头颈部癌症前瞻性队列研究发现,SHOX2和SPEPT9是具有肿瘤诊断意义的生物标记物。被检患者中,甲基化阳性率为59%,特异性为96%。同时,甲基化水平与患者生存率密切相关,因此,甲基化水平可用于监测肿瘤的治疗效果。

3.外泌体(exosome)

3.1 外泌体的生物学特性

1987年,Johnstone等(24)分离纯化到由网织红细胞释放的囊泡样结构物质,将其命名为外泌体。近年来研究发现,外泌体包括功能蛋白、脂质成分以及来源细胞的核酸,其中,功能蛋白以跨膜蛋白(CD9、CD63、CD81、CD82等)、热休克蛋白(Hsc70、Hsp 90、Hsp60、Hsp20等)等为代表;脂质以胆固醇、鞘磷脂为代表;核酸以mRNA、miRNA以及lncRNA等为代表。研究表明,外泌体存在于肿瘤微环境中,与肿瘤发生、侵袭和转移密切相关。

3.2 外泌体的临床应用

3.2.1 肿瘤的转移机制

研究发现miR-21可增加OSCC细胞波形蛋白的表达,降低E-降钙素蛋白水平,从而增强肿瘤细胞的侵袭性和迁移率。同时,miR-21水平与OSCC患者的HIF1α- and HIF-2α表达密切相关,提示低氧OSCC细胞来源外泌体以以HIF1α-和HIF-2α依赖的方式增加OSCC细胞的迁移和侵袭。

3.2.2 肿瘤的免疫逃逸

研究显示,肿瘤外泌体与免疫抑制、肿瘤的进展过程密切相关。PD-L1在血浆中的含量与肿瘤的进展、分期、淋巴结转移密切相关。同时,研究发现高水平PD-L1外泌体可下调效应T细胞CD69的表达,而抗PD-1抗体可降低CD69的下降程度。说明循环PD-L1阳性外泌体具有修饰免疫反应和影响疾病进程的潜能。

4.总结与展望

随着研究的深入和技术的进步,液体活检可为肿瘤的早期筛查、诊断、治疗、监测、预后等提供帮助,并为精准、个体化医疗建立基础。目前,由于技术、指南的不成熟以及成本问题,液体活检尚未应用于临床。在口腔癌的临床和科研中,液体活检尚处于起步阶段,需要更多的研究,以发现CTC、ctDNA和外泌体在口腔癌中的作用,为临床肿瘤的诊治提供更加全面、准确的参考依据。

来源:王晶晗.液体活检在口腔癌中的研究进展[J].全科口腔医学电子杂志,2019(09):28-29.


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