学术快讯 04| 单细胞测序揭示胃癌患者循环肿瘤细胞不同的耐药机制

北京大学肿瘤中心和美国夏威夷大学团队联合开展了一项胃癌患者CTC相关的研究,并于2021年10月在国际著名期刊《Cancer Letter》上发表了最新的研究结果。该研究通过靶向单细胞测序揭示了胃癌患者血液中大、小CTC对应不同的耐药机理以及信号传导通路。该研究证明了对不同亚型的CTC进行单细胞测序的有效性与必要性,为开展肿瘤精准治疗提供了更多有意义的依据。

 

论文题图

CTC的异质性表现为细胞表型、基因型以及细胞大小都有所不同。CTC的异质性会促使肿瘤细胞从治疗压力以及免疫监视下逃脱,并造成远端转移和肿瘤复发。该研究发现不同大小的CTC在临床上的作用不同:细胞凋零逃逸、上皮细胞间质化(EMT)、免疫治疗抗性、肿瘤转移进展以及术后复发均与CTC大小相关。同时,研究者对CTC进行了单细胞测序,发现了大CTC(>白细胞)和小CTC(<白细胞)具有各自独有的基因突变,且这些不同CTC具有不同的耐药机理。

这篇研究在对纳入的111例胃癌患者的血液样本进行分析后,发现其中91.9%(102/111)的患者CTC检测为阳性。在检测到的13226个CTC中,小CTC占比为25.54%,大CTC占比为74.46%。在只检测到小CTC的患者中,80%的患者出现了肝转移。只检测到大CTC的患者中肝转移出现几率为38.5%,该结果说明了小CTC与肝转移相关性更高。对CTC的8号染色体进行分析时发现,小CTC大多数为染色体三倍体(65.93%),被研究者称为TriSCTCs,然而大多数大CTC(73.09%)则为染色体多倍体,被称为MultiLCTCs。

胃癌患者血液中的CTC可以根据大小以及染色体倍数分为不同的亚组
生存分析结果显示,TriSCTCsMultiLCTCs是重要的亚型细胞,影响着胃癌患者化疗或靶向药物治疗后的预后以及耐药性。疗程结束后,血液样本中TriSCTCs超过3P=0.019或者MultiLCTCs超过6P=0.037的患者PFS显著较短。不同表型的CTCOS也有影响:检测出超过6MultiLCTCs的患者mOS10.3月,超过3TriSCTCs的患者mOS17.8月。因此,3TriSCTCs6MultiLCTCs可以做为胃癌的预后因子。             

MultiLCTCs、TriSCTCs均有着重要的预后价值

研究者进一步对获得了抗药性的53位胃癌患者(53/111=47.75%)血液标本进行综合分析,发现MultiLCTCs、TriSCTCs的数量均在该群体中上升。患者肿瘤进展热图结果也与该结论吻合:染色体倍数异常CTC与患者获得耐药性有关。

胃癌CTC中,MultiLCTCs、TriSCTCs为主要成分
研究人员用NGS对两位患者的肿瘤组织、7个小CTC以及4个大CTC进行测序和比对。MultiLCTCs、TriSCTCs和肿瘤组织分别检测出了23、31和12个基因突变,其中有12个(58.33%)基因突变在肿瘤组织和CTC中共同出现。该结果展现了不同形态的CTC和原发病灶的同源性。接着,研究者对28个TriSCTCs和25个MultiLCTCs 进行了系统性的比对,发现两种CTC的基因突变数量存在显著差异(P<0.05)。TriSCTCs中频繁检测到KRAS/Rap1基因突变与耐药相关。而MultiLCTCs则更多与MET/PI3K/AKT通路突变相关,同时只有MultiLCTCs中会检测到SMARCB1突变该基因与染色质重塑及调控产生mRNA的翻译过程密切相关。

不同大小的CTC影响到不同的信号通路,临床指导意义不同

总结该研究结果证实了对富集、分离出的CTC进行单细胞测序的必要性与可行性。不同形态的CTC亚型具有不同的肿瘤细胞生物学特点,对应不同的临床意义。对具有特异性的CTC进行多方位检测,才能为开展肿瘤个体化精准治疗提供更加全面、客观的可靠依据与临床指导。

 

作者:孟静嘉 校对:陈松峰

 

参考文献:

[1] Dysregulated KRAS gene-signaling axis and abnormal chromatin remodeling drive therapeutic resistance in heterogeneous-sized circulating tumor cells in gastric cancer patients. Cancer Lett. 2021;517:78-87. doi:10.1016/j.canlet.2021.06.002

 
 
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