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在乳腺癌治疗中,循环肿瘤细胞簇(CTC clusters)与疾病进展和不良预后相关。研究人员开展 “地高辛对转移性乳腺癌 CTC 簇大小影响” 的研究,发现地高辛可使 CTC 簇平均大小减小,为预防癌症转移提供新思路。
在全球范围内,乳腺癌是女性中确诊率最高的癌症。尽管近年来多模式治疗和创新疗法让乳腺癌患者的生存状况有所改善,但每年仍有近 68.5 万女性因乳腺癌离世,其中主要原因是癌症发生了难以治愈的远处转移。目前大多数抗癌药物是基于细胞毒性开发的,并没有针对癌症转移机制进行设计 ,这就为开发靶向转移的药物留下了探索空间。
循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)是从原发性和转移性肿瘤病灶脱落进入血液的活细胞,是癌症转移的 “先锋”。研究发现,CTCs 的存在与乳腺癌患者预后不良密切相关。而且,CTCs 簇(由癌细胞单独形成的同型簇或与免疫细胞结合形成的异型簇)的转移能力比单个 CTCs 更强,与不良预后的关联也更为紧密 。此前的临床前研究表明,Na+/K+ ATP 酶抑制剂(如强心苷类药物)能有效溶解小鼠乳腺癌模型中的 CTC 簇,抑制肿瘤转移。基于此,来自瑞士巴塞尔大学医院、苏黎世大学医院等机构的研究人员开展了一项前瞻性、开放标签、概念验证研究,旨在探究 Na+/K+ ATP 酶抑制剂地高辛能否减小转移性乳腺癌患者的 CTC 簇大小,该研究成果发表在《Nature Medicine》上。
研究人员开展的这项研究名为 Digoxin Induced Dissolution of CTC Clusters(DICCT)试验,是一项多中心、研究者发起的前瞻性单臂治疗探索性 1 期试验。研究的主要目的是评估地高辛对转移性乳腺癌患者 CTC 簇大小的影响,次要目的包括地高辛对 CTC 簇总体数量、溶解动力学以及剂量 - 反应关系的影响 。
研究人员招募了年龄在 18 岁及以上、患有局部复发或转移性乳腺癌且疾病进展、无法接受治愈性治疗的患者。经过筛选,58 名患者中有 11 名患者在基线时检测到 CTC 簇并被纳入治疗组,接受每日 0.125 - 0.250mg 地高辛治疗 7 天,但其中 2 名患者因未达到目标血清水平和发生与地高辛无关的不良事件被排除 。另外,研究人员还非随机选取了 9 名具有匹配临床特征且检测到 CTC 簇的患者作为未治疗对照组,在 1 周内评估其 CTC 簇大小和组成。
在研究过程中,研究人员使用了多种关键技术方法。首先,利用微流控技术,通过 Parsortix Cell Separation System 对患者外周血中的 CTCs 进行捕获和分离。然后,采用免疫荧光染色技术,使用包含抗人 EpCAM - AF488、HER2 - AF488、EGFR - FITC 和 CD45 - AF647 等抗体的鸡尾酒对捕获的细胞进行染色,从而识别和计数单个 CTCs、同型和异型 CTC 簇 。此外,研究人员还对特定患者治疗前后的 CTCs 进行了 RNA 测序(RNA - seq),以分析基因表达的变化。在动物实验方面,将 4T1 乳腺癌细胞注射到 NSG 小鼠体内,模拟肿瘤发生过程,研究不同大小 CTC 簇的转移潜能。
研究结果如下:
- CTC 簇大小变化:线性混合效应(LME)模型分析显示,经过 7 天地高辛治疗,CTC 簇大小总体呈下降趋势。治疗前后平均簇大小有显著差异(平均差异为 - 2.2 个细胞,单侧配对 t 检验 P 值为 0.0032),且这种变化在同型和异型簇中均有体现 。同时,虽然治疗组样本量较小,但第 7 天地高辛血清浓度越高,平均簇大小下降越明显(线性回归系数 - 4.65,P = 0.14)。
- CTC 簇转移潜能:动物实验中,研究人员将不同大小的 4T1 乳腺癌细胞形成的 CTC 簇(2 - 12 个细胞)分别注射到无瘤小鼠体内,通过生物发光成像监测转移潜能。结果发现,至少由 4 个细胞组成的 CTC 簇相比更小的簇具有更高的转移潜能(双侧 Mann - Whitney 检验 P 值为 0.0089) 。
- 基因表达变化:对患者 5 治疗前后的 CTC 进行 RNA - seq 分析,发现治疗后的 CTC 中有 708 个基因表达发生差异,其中 685 个基因下调,23 个基因上调。通路分析显示,与治疗前相比,治疗后的 CTC 中细胞周期相关基因(如 CCNB2、PLK1、CHECK2 和 CDC25 等,涉及 G2/M 期转换和 E2F 靶点)和细胞黏附分子(如 PCDH12、CHD4 和 CHD24 等)显著下调 。
研究结论表明,DICCT 试验成功证明,通过抑制 Na+/K+ ATP 酶,地高辛可以使转移性乳腺癌患者的 CTC 簇部分溶解,在同型和异型簇中均观察到类似的溶解效果,同时还伴随着细胞周期调控和细胞黏附相关基因的显著下调 。虽然该概念验证研究未评估临床结局终点,但为预防癌症转移的新方法设计提供了重要证据。
不过,该研究也存在一些局限性。例如,外周血中 CTCs 数量普遍较少,且患者个体内和个体间存在差异,影响了检测变化的统计效力。而且,该研究采集外周血的时间在上午,采集血量相对较少。未来研究可以通过严格控制采血时间(如夜间在医院采集)或采集更大血量(如通过单采术)来减少采样误差 。此外,地高辛相对较低的维持剂量对簇大小的影响虽显著但较温和,后续研究可以考虑延长治疗时间、更频繁监测药物血清水平、提高剂量或使用更有效的 Na+/K+ ATP 酶抑制剂,并关注与新转移发生相关的临床终点。总体而言,这项研究为转移性乳腺癌的治疗开辟了新的方向,为后续更深入的研究奠定了坚实基础。