干细胞样循环肿瘤细胞促进三阴性乳腺癌转移的遗传特征研究

Triple-negative breast cancer (TNBC) represents a subtype of breast cancer with high aggressivity and poor prognosis. Metastasis is one of the main prognositic factors. In our preliminary study, we found that cancer stem cells (CSC) were enriched in such subtype. The biological characteristic and clinical prognosis were associated with the CSC in TNBC. We also found some circulating tumor cells (CTC) representing the feature of CSC. We have a hypothesis that stem-like circulating tumor cells (S-CTC) promote the metastasis in TNBC, with unique genetic characteristics. In the study, S-CTC will be detected and separated from TNBC patients by CanPatrol system. The genetic features of S-CTC will be studied by single cell sequencing. The role of S-CTC in metastasis will be verified in a genetic study and a clinical trial. The special genetic variation of S-CTC can also be detected in the study. Such research will be helpful for the deep study on TNBC and its metastasis.

三阴性乳腺癌（TNBC）是一类恶性度高、预后差的乳腺癌亚型，转移是影响其预后的主要因素。我们前期工作发现：TNBC中富含肿瘤干细胞（CSC），并且CSC显著影响了TNBC的生物学特征与临床预后；TNBC患者体内存在少数循环肿瘤细胞（CTC），也同样具有CSC特性。在此基础上提出设想，"干细胞样循环肿瘤细胞（S-CTC）是促进TNBC转移的根源，并且具有独特的遗传特征"。为验证该设想，我们拟采用专利技术（CanPatrol系统）检测并分离TNBC患者体内的S-CTC，通过单细胞技术研究其遗传特征，从遗传学和临床水平分别证实TNBC转移中S-CTC的作用，并绘制S-CTC特征性遗传变异图谱。为进一步研究TNBC及其转移的特征性诊断、靶向性干预或者准确性预后评价，提供理论基础与候选靶点。

本项目历时4年，完成了原定的研究目标，并在计划外开展了一系列研究，取得了初步的研究成果，发表了SCI论文3篇，中文文章1篇，并且作为研究成果的重要组成部分，获得了中国抗癌协会科技奖一等奖、华夏医学科技奖一等奖等奖励。获得的主要成果简述如下：1、本课题组联合益善基因检测所（SurExam Bio-Tech）共同开发了第二代循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，CTCs）检测系统，即CanPatrol系统。在 28名转移性乳腺癌患者，应用该技术分析CTC细胞亚型以及每个CTC的激素受体状态发现，外周血CTCs亚型由上皮型至间质型的分布差异与原发灶ER/PR状态有关，CTCs的ER/PR状态由高表达至低表达的变化趋势也随着原发灶ER/PR状态不同而变化。通过实时监测不同亚型CTCs的ER/PR状态，可能可以为临床提供简便易行的CTCs检测方法用于指导晚期乳腺癌患者的内分泌治疗方案的选择。2、课题组应用CanPatrol检测方法分别在晚期乳腺癌探索了基于上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition ，EMT）学说的不同CTC亚型的分布情况与预后的关系。在90例接受多西他赛联合卡培他滨一线化疗的HER2阴性晚期乳腺癌患者中，综合考虑CTC计数以及EMT亚型制定了预后分组标准，通过对CTCs总数以及间质型CTCs比例进行ROC分析分别找到其界值，满足总CTC计数 ≥ 10/5 mL且间质型 CTCs比例＞10.7%的患者，其无进展生存期较其余患者显著缩短（6.2月 vs 9.9月, p=0.010）。因此，兼顾CTC计数以及上皮间质转化的标准与患者的无进展生存期显著相关，可以作为晚期乳腺癌预后判断和疗效监测的指标。3、课题组探究基于上皮间质转化学说的CTCs分型与早期乳腺癌的临床病理特征间的关系。在150例早期乳腺癌患者中，通过与患者的临床病理特征进行对比发现，不同CTC亚型从上皮型到间质型的分布差异与其预后相关的临床病理特征（如分期、肿瘤大小、淋巴结转移情况、Ki 67表达等）有关，间质型CTCs所占比例较高时可能与一些预后不良的临床病理因素具有相似的提示意义，基于上皮间质转化学说的循环肿瘤细胞分型可以为早期乳腺癌的预后判断提供参考。