G6PD+、CSV（循环肿瘤细胞）与门静脉肿瘤血栓形成之间的关联：通过EMT-铁死亡（EMT-ferroptosis）相互作用机制——作为肝细胞癌治疗疗效和预后预测的双重生物标志物

《Cancer Letters》：G6PD+CSV+ circulating tumor cells associated with portal vein tumor thrombus formation via EMT-ferroptosis crosstalk: a dual biomarker for therapeutic efficacy and prognosis prediction in hepatocellular carcinoma

肝细胞癌（HCC）患者门静脉肿瘤血栓（PVTT）的形成与细胞表面vimentin阳性（CSV+）循环肿瘤细胞（CTCs）及铁死亡相关G6PD表达升高相关，该双功能生物标志物系统可预测PVTT发展和免疫治疗反应，并支持CSV导向的靶向递送系统开发。

　　
肝细胞癌（HCC）患者门静脉肿瘤血栓（PVTT）的早期发现和精准干预是改善预后的关键。本研究通过整合多组学分析技术与新型循环肿瘤细胞（CTC）检测平台，揭示了表面波形蛋白（CSV）与铁死亡相关基因G6PD共表达的CTC亚群在PVTT形成及治疗抵抗中的核心作用。研究团队发现，相较于传统EpCAM标记的CTC，CSV+ CTC在PVTT患者血液中占比显著提升，且其携带的EMT表型和铁死亡敏感性特征共同驱动肿瘤细胞在门静脉系统中的滞留与定植。通过单细胞转录组测序技术，研究者从原发肿瘤中分离出具有双重分子特征的恶性亚群：一方面通过EMT获得间质细胞表型以突破血管屏障，另一方面通过激活铁死亡通路增强对免疫治疗的抵抗。这种表型-功能协同机制解释了为何传统血清标志物（如PIVKA-II）和实验室指标（如De Ritis比值）无法准确预测PVTT进展。

研究创新性地将CTC检测技术与分子分型结合，发现CSV标记的CTC亚群具有独特的临床价值。首先，CSV作为间质表型特异性标记，解决了传统EpCAM标记对EMT晚期细胞的漏检问题。实验数据显示，在PVTT患者中CSV+ CTC占比可达常规检测方法的5-8倍，这为早期筛查提供了新窗口。其次，通过建立G6PD-CSV双标记体系，研究揭示了铁死亡调控网络在门静脉肿瘤血栓形成中的关键作用。临床队列分析表明，携带G6PD+ CSV+ CTCs的患者对免疫检查点抑制剂响应率降低40%-60%，且出现PVTT进展的风险增加3.2倍（p<0.001）。

在技术方法层面，研究团队开发了三阶段CTC检测流程：第一阶段采用抗CSV抗体（84-1）结合微流控芯片实现CTC高效捕获，第二阶段通过scRNA-seq（单细胞转录组测序）解析细胞亚群特征，第三阶段结合血清G6PD检测实现临床转化。这种多组学整合策略首次实现了对"EMT-铁死亡双通路驱动"机制的可视化解析。特别值得注意的是，研究证实了门静脉系统的特殊微环境对恶性CTC的筛选作用——血管内皮细胞表达的肝素硫酸蛋白（HSPG）能特异性捕获表达CSV的CTC，这种物理-化学双重屏障机制解释了为何间质化CTC更易形成PVTT。

临床应用价值体现在两方面：诊断层面，CSV+ CTCs的血液检出率（68.3%）显著高于传统标志物（PIVKA-II 42.1%，D-二聚体 57.4%），且联合G6PD检测可使PVTT预测灵敏度提升至89.7%；治疗指导层面，动态监测CSV+ CTCs的G6PD共表达水平可精准预测免疫治疗抵抗，为调整治疗方案提供依据。研究团队还首次展示了CSV导向的纳米递送系统在体外对PVTT相关驱动基因（如TGF-β1、VEGF）的靶向沉默效果，为开发新型治疗策略奠定基础。

该研究对临床实践具有重要指导意义：对于疑似HCC伴PVTT高危患者，建议在确诊后6周内完成首次CSV+CTC检测，若阳性则需重点关注铁死亡通路激活标志物；在免疫治疗期间，每两周检测CSV+ CTCs/G6PD双阳性比例，当该比例超过15%时提示可能需要切换治疗方案。此外，研究建立的CSFG6PD预测模型已通过外部验证（n=217），AUC值达0.91，显著优于单标志物模型（EpCAM-AUC=0.76，G6PD-AUC=0.83）。

未来发展方向包括：①开发基于CSV抗体的人源化单抗以提高检测特异性；②构建G6PD-CSV双标记的CTC分离芯片，实现临床级高通量检测；③探索 CSV靶向的药物递送系统在抑制PVTT形成中的体内疗效。这些进展将推动液体活检技术在HCC PVTT管理中的应用，从被动监测转向主动干预，为晚期HCC患者提供新的治疗靶点。

该研究的重要突破在于揭示了肿瘤细胞在门静脉系统中的适应性进化机制：随着PVTT形成，原发灶中的EMT-铁死亡双阳性细胞通过表型可塑性获得"血管驻留能力"，这种能力不仅促进局部血栓形成，还通过分泌基质金属蛋白酶（MMP-2/9）和血管生成因子（VEGF、FGF2）维持肿瘤微环境的恶性循环。临床数据显示，这种恶性亚群在门静脉血栓形成前6-8周即可在血液中检测到，为早期干预提供了时间窗口。

在病理机制层面，研究首次阐明EMT与铁死亡的表观遗传协同调控：DNA甲基转移酶（DNMT3A）通过甲基化抑制EMT抑制因子（如N-cadherin）的表达，同时促进铁死亡相关基因（G6PD、GPX4）的转录激活。这种表观调控网络使间质化CTC既具备突破血管屏障的机械强度，又获得抵抗免疫清除的代谢优势，形成恶性循环。通过建立多组学数据库（含scRNA-seq、空间转录组、蛋白质组数据），研究者绘制了PVTT形成的动态图谱，涵盖从原发灶到门静脉的12个关键节点。

技术突破体现在CTC检测平台的革新：采用磁珠标记的CSV抗体结合微流控芯片，成功将CTC捕获效率提升至98.2%，检测下限达到0.01%血细胞比容。同时开发了基于荧光共振能量转移（FRET）的G6PD活性检测模块，可在单细胞水平量化铁死亡敏感性。这种整合式检测平台使临床医生能同时获取CTC表型和功能状态信息，为个体化治疗提供多维数据支持。

临床转化方面，研究团队设计了基于CSV的CTC靶向治疗策略：①开发G6PD抑制剂负载的CSV靶向纳米颗粒，在小鼠模型中显示可使PVTT体积缩小76%；②建立CSV-CD44双阳性CTC的特异性清除方案，在体外实验中实现99.3%的靶向杀伤率；③与药企合作开发G6PD可及性检测包，计划在2025年完成I期临床试验。这些转化成果已获得国家重点研发计划（编号：SQ2023YFC2400004）和国家自然科学基金（82473360）的专项支持。

在流行病学层面，研究分析了SEER数据库（2004-2015）的4.2万例HCC患者数据，发现亚洲患者PVTT形成风险较欧美低32%（p=0.004），但G6PD相关铁死亡通路激活程度却高出27%（p=0.0015）。这种种族差异提示可能存在G6PD基因多态性（如rs9558639位点的T/C变异）导致的铁死亡敏感性差异，为开发区域性诊疗方案提供依据。

综上所述，本研究通过多维度组学整合和临床转化验证，不仅确立了CSV-G6PD双标记系统的诊断价值，更重要的是揭示了肿瘤细胞在门静脉系统中的适应性进化机制。这些发现为HCC PVTT的早期预警、精准分型和个体化治疗提供了全新理论依据和技术路径，标志着液体活检从辅助诊断向治疗决策支持的重要跨越。