协同EpCAM和CD147之乳腺癌特异性循环肿瘤细胞的检测及其应用研究

Distant metastasis has become a major cause of death of breast cancer patients, so establishment of effective system of monitoring breast cancer metastasis, the prognosis and efficacy evaluation has important clinical significance. Circulating tumor cells (CTCs) refers to tumor cells released into the peripheral blood. Using CellSearch system, the detection of EpCAM-positive CTCs has been applied in the analysis of breast cancer prognosis. However, low specificity and false positive/ negative have limited its clinical application. Over-expression of CD147 in breast cancer has been correlated with the progress, metastasis and prognosis of breast cancer. Our previous study found that the expression of CD147 in breast cancer has a higher positive rate and specificity compared to EpCAM, we propose a hypothesis: enrichment and identification of CTCs by collaborative detection of EpCAM and CD147 may be a better CTCs detection strategy. In this project, we intend to detect CD147 expression in breast cancer CTCs, and establish CD147-positive CTCs enrichment and detection methods using CellSearch system. Followed by detection of CTCs in breast cancer metastasis model in nude mice, to increase specificity and accuracy. Finally, we will carry out clinical trials for detection of CTCs in metastatic breast cancer, and perform molecular characterization including ER, PR and Her-2, evaluat the prognosis and efficacy of metastatic breast cancer, and ultimately improve the survival rate and quality of life of breast cancer patients.

远处转移已成为乳腺癌患者最主要的死亡原因，建立有效的乳腺癌转移监测、预后和疗效评价体系有着重要的临床意义。基于CellSearch系统检测EpCAM阳性的循环肿瘤细胞（CTCs）已应用于乳腺癌的预后分析，但却存在特异性低及假阳性、假阴性等问题。乳腺癌中CD147过表达与肿瘤进展、转移和预后相关。我们前期研究发现，CD147相比EpCAM在乳腺癌中有着更高的阳性率和特异性，因此我们提出假设：通过协同检测EpCAM和CD147来富集并鉴定CTCs，可能是一条更完善的CTCs检测新途径。在本项目中，我们拟建立基于CellSearch系统的CD147阳性CTC富集方法。其次通过动物模型探索协同EpCAM和CD147提高CTCs检测特异性及准确率的方法。最后开展乳腺癌CD147阳性CTCs检测的临床试验以及分子分型分析，进行转移性乳腺癌的预后和疗效评价，最终提高乳腺癌患者的生存率和生活质量。

循环肿瘤细胞（CTC）在乳腺癌病情实时监测和疗效评估方面作用重大，标准的CTC检测方法（CellSearch）已在临床应用多年，该方法的的缺陷问题日益突出，限制了临床治疗应用。近年伴随着肿瘤基因测序技术的发展，建立了全新的“液体活检”概念和技术平台，改变了既往仅仅依靠CTC细胞计数判别病情变化的现状，增强了我们对CTC的认识和理解能力。.本项目之初，研究团队基于既往对CD147分子研究的工作基础，提出一种以CD147为靶点的CTC富集新策略：基于CellSearch检测系统，协同CD147和EpCAM 两种肿瘤相关抗原富集CTC，籍以提高CTC的检出率和准确性并验证其临床应用价值。在项目执行过程中，我们圆满完成了既定的研究内容，实现了利用两种肿瘤标记物大幅提高CTC检出率的研究目标。同时，我们研究比较了新兴的CTC检测技术（Microfludics、iFISH），建立了更为有效的CD147-iFISH技术平台，为实现单细胞捕获并进行后续基因检测以及用药指导的临床应用奠定了坚实的基础。.（1）以 CD147分子协同CellSearch系统原定的EpCAM肿瘤标记物，可以显著的提高乳腺癌患者血液中CTC检出率（89% ：45%），体外肿瘤细胞培养及动物实验均予证实效果可靠；（2）应用CD147-iFISH技术平台进行了CTC单细胞捕获后基因测序研究，比较分析了其与乳腺癌肿瘤干细胞单细胞测序数据结果的一致性；（3）围绕CTC检测开展了乳腺癌循环游离核酸（ctDNA）检测、肿瘤相关病毒微生物组学和肿瘤浸润淋巴细胞免疫组库研究；（4）发表了SCI收录研究论文13篇，基于本项目成果而继续推进深入研究的新申报项目《乳腺癌液体活检标记CTCs和ctDNA的基因组学研究和评估》2017年已获准资助。.本课题研究建立的CD147-iFISH技术平台，显示了对乳腺癌CTC的高富集率及获取完整单个CTC细胞前景，我们将应用单细胞测序和平行测序技术，在基因组学层面上比较、分析和收集乳腺癌干细胞与CTC、ctDNA之间的肿瘤一致性和差异性及其进化演变信息。这些研究可以全面评估液体活检CTC、ctDNA代表肿瘤细胞特征的理论上的可行性和局限性，拓展对液体活检肿瘤生物标志物的认知，还可能发现肿瘤增殖分化和转移的新机制，具有重要的理论意义和应用前景。