莱博睿思科学顾问委员会主席联合创始人Sunitha Nagrath院士 2022年在Biomedicines发表最新胰腺癌领域CTC研究成果。
目的
胰腺癌是恶性程度最高的消化道肿瘤。由于早期起病隐匿，因此诊断困难，大多数患者诊断时已失去手术切除最佳时期。本次研究旨在通过分析病患体内外周血中的循环肿瘤细胞（CTC）基因图谱和基因突变状况，预测病患生存期以及辅助制定治疗方案。
概要
胰腺导管腺癌（PDAC）是所有癌症中5年生存率最差的，通常在晚期时候被诊断出。本次前瞻性实验中，我们发现CTC与胰腺癌预后以及治疗应答有显著的关联性。此外，KRAS突变表达增加和PI3K-AKT和 MAPK信号通路失调的病患都会有较差的生存期。除此，通过更改病患的治疗方案可以缓解吉西他宾 (gemcitabine)耐药性。
引言
本次研究通过使Labyrinth®芯片技术分离PDAC病患外周血中的CTC，并使用ICC进行计数和分子分型和ddPCR分析转录组。
PDAC是一种致死率极高的癌症，五年生存率低于3%。胰腺癌在早期几乎没有任何的症状和征兆，因此诊断困难。大多数患者被诊断时就已经进入进展期或发生了远端转移。此外，由于胰腺癌所处的位置特殊，非常隐蔽，穿刺活检通常比较难实行。目前癌胚抗原(CEA)和糖类抗原19-9(CA19-9)是用于检测胰腺癌常用的临床标志物，但这些生物标志物灵敏度和特异性都不高，并且无法做到分子分型。液体活检却可有助于解决上述痛点。
循环肿瘤细胞（CTC）是一种从原位癌脱落进入血液循环系统的癌细胞，在外周血中极其稀有，并且具有极强的侵略性，也是引起癌症转移的主要元凶。CTC检测是一种液体活检技术，只需抽取少量的血，通过评估血液中CTC数量及其表型特征即可作为预后评估的一种独立指标。此外，CTC分子分型更加有利于病患风险分层。
上皮细胞-间充质转化（EMT）是肿瘤侵袭转移过程中第一步，并且EMT又与肿瘤转移和肿瘤耐药息息相关。近年来研究表明，CTC表型特征可为PDAC病患提供预后信息。在CTC中检测出VIMENTIN（一种间质型标志物）提示着复发风险增加，但上皮型CTC又与较差生存期相关。因此，了解EMT中涉及的细胞调节机制可有助于改进治疗方案。
本次研究中，90%PDAC病患中均有KRAS基因突变。KRAS突变帮助细胞转化为异常、不受控制的肿瘤细胞，并且促进细胞变为更加具有侵袭性。此外，其也会导致TKI\EGFR靶向药产生耐药性。研究人员通过研究和对比病患在治疗前与治疗后CTC表型和转录组变化，确认CTC中可代表预后的特征，从而为病患提供有用治疗信息。
讨论
PDAC是最致命癌症，中位生存期为12个月，5年生存率低于3%。本次研究采用多维度方式评估PDAC病患体内的CTC，包含如下维度：丰度、表型、转录组水平、KRAS突变表达。研究人员发现在未经治疗的病患中，体内EMT-CTC数量与预后较差有很强的关联性。
有趣的是，KRAS突变的消失会大大延长生存期。87% 样本中均发现KRAS突变，并对比其中10位病患治疗前与治疗后KRAS突变状况，其中有一位KRAS突变消失，其生存期超过了15个月，并且存活至今。此外，KRAS突变表达量与较差预后有关。
另外，通过长期监控治疗过程中CTC基因特征变化，可有助于医生制定治疗方案。在接受吉西他滨（Gemcitabine）and 紫杉醇（Paclitaxel）病患中，研究人员发现了高表达的CDA （抑制吉西他滨疗效的酶），通常这类病患代表较短的生存期，但是有些病患在接受不同治疗方案时，CDA却消失了。这表明将其他药物纳入治疗有可能可规避CDA导致的吉西他滨耐药性。
胰腺癌致死性较高，其难治的根本原因在于胰腺癌细胞被致密的基质屏障所裹，从而阻碍治疗药物浸润，导致难以清除肿瘤细胞。PEGPH20是一种通过破坏致密肿瘤组织的透明质酸（HA），方便其它药物进入肿瘤。有一例病患接受PEGPH20治疗后，其体内CTC大量增加，并且绝大多数是上皮型CTC。可能是PEGPH20减少基质屏障让肿瘤细胞不进行EMT就可外渗到血样中，导致转移风险增加。虽然这个是个例，但改善肿瘤药物通路的方法可能带来意想不到负面效果。
另外，研究人员在病患外周血中还发现一些稀有细胞类型，诸如：肿瘤-巨噬细胞混合细胞等，这类融合细胞可促进肿瘤血管形成，增强肿瘤细胞侵袭、转移能力。
结论
本次研究通过使用Labyrinth® 芯片技术分离PDAC病患血液中CTC，并分析其数量、丰度和表型特征。实验共有15名病患入组，有10位病患进行治疗前与治疗后对比分析。在经治疗后，EMT-CTC变为主导类型。此外，虽然绝大多数病患均有KRAS表达，但表达量高的病患往往具有较差的生存期，并且这类病患还伴有控制疾病进展的关键信号通路失调。
综上所述，通过分析CTC基因图谱与KRAS突变表达量，有助于临床医生为PDAC病患设计治疗方案以及判断预后效果。
文献来源：Owen S, Prantzalos E, Gunchick V, Sahai V, Nagrath S. Synergistic Analysis of Circulating Tumor Cells Reveals Prognostic Signatures in Pilot Study of Treatment-Naïve Metastatic Pancreatic Cancer Patients. Biomedicines. 2022 Jan 11;10(1):146. doi: 10.3390/biomedicines10010146. PMID: 35052825.