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原位导管癌(DCIS)虽被视为非浸润性癌,但部分患者后期会转移。研究人员用基于大小的惯性聚焦微流控装置研究 DCIS 患者循环肿瘤细胞(CTCs)。结果显示 66.6% 的患者存在 CTCs,且有间充质特征和单核苷酸变异,表明癌症或更早扩散。这为诊疗提供新思路。
在癌症防治领域,乳腺疾病一直备受关注。随着乳腺癌筛查技术的普及,越来越多的患者在疾病早期被发现,其中原位导管癌(Ductal Carcinoma In Situ,DCIS)占新诊断乳腺癌的 20% 左右。DCIS 在组织学上被认为是非浸润性肿瘤,患者 20 年生存率约为 97% ,整体预后良好。然而,仍有 8.5 - 19.4% 的 DCIS 患者在 15 年后会发展为浸润性乳腺癌。
传统观点认为,浸润性局部原发性复发是后续转移的根源,因此 DCIS 的治疗目标主要是预防局部复发。但近年来,这一观点受到了挑战。一些女性在没有局部复发,甚至在双侧乳房切除术后仍出现了转移,这暗示着部分 DCIS 患者可能存在早期癌症扩散。此外,DCIS 的治疗手段,如肿块切除术、放射治疗或乳房切除术,虽能降低局部复发风险,但会给患者带来严重的并发症,而且并不能有效降低乳腺癌死亡率,这使得许多患者面临过度治疗的困境。同时,现有技术无法区分哪些 DCIS 患者真正需要进一步监测或治疗。
为了解决这些问题,来自国外(文中提及密歇根大学相关研究,推测为国外研究机构)的研究人员开展了一项关于 DCIS 患者循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)的研究。他们希望通过研究 CTCs,确认 DCIS 患者体内是否存在癌细胞扩散现象,若存在,能否找到可用于判断早期癌症扩散的指标,从而为患者的精准治疗提供依据。该研究成果发表在《Cancer Letters》杂志上,为 DCIS 的诊疗带来了新的思路和方向。
研究人员采用了多种关键技术方法:首先,使用基于大小的惯性聚焦微流控装置(Labyrinth)对患者血液样本进行处理,该装置能以高通量(2 - 2.5mL/min)基于细胞大小分离 CTCs;其次,运用免疫荧光染色和单细胞 qPCR 技术对分离出的 CTCs 进行检测,分析细胞的特征;最后,开展初步靶向 DNA 测序,探究 CTCs 的基因变异情况 。
细胞培养
研究初期,研究人员利用细胞系对实验方法进行验证。他们将所有细胞系在 37oC、5% CO2的常氧条件下培养。其中,MCF - 7 GFP 细胞在添加 10% 胎牛血清和 1% 抗生素 - 抗真菌剂的杜氏改良 Eagle 培养基(DMEM)中培养;SUM 225 细胞由密歇根大学 Day 实验室提供,在添加 5% 胎牛血清的 Ham's F - 12 培养基中培养。
优化样本处理以分离 DCIS 样本中的 CTCs
Lin 等人的研究表明,Labyrinth 能在高达 2.5mL/min 的流速下成功分离癌细胞,且 90% 以上的癌细胞会在第二个出口被回收。这是因为装置内的惯性和 Dean 力会使较大的癌细胞流向出口二,较小的白细胞则聚焦到出口一。研究人员用低至 10 细胞 /mL 浓度的样本对 Labyrinth 的效率进行测试,为后续分离 DCIS 患者样本中的 CTCs 奠定了基础。
研究结果
研究人员运用上述方法对 DCIS 患者样本进行研究,发现 66.6%(12/18)的 DCIS 患者体内存在 CTCs,平均每 5mL 血液中有 1.337 个 CTCs。通过免疫荧光染色和单细胞 qPCR 对 CTCs 进行分析,结果显示这些细胞具有间充质特征,这种特征可能有助于细胞迁移和转移。初步靶向 DNA 测序发现,CTCs 中存在先前在 DCIS 样本中发现的单核苷酸变异。
研究结论与讨论
该研究证实了部分 DCIS 患者在组织学检测出微浸润之前,体内就已存在 CTCs,支持了癌症在部分 DCIS 患者中比之前认为的更早扩散的假设。DCIS 患者 CTCs 的分子特征分析为了解其生物学特性和相关临床行为提供了重要信息,有助于识别出有早期癌症扩散迹象、需要进一步监测和治疗的患者,为 DCIS 的精准诊疗提供了潜在的生物标志物和理论依据,有望改变目前 DCIS 治疗中过度治疗与治疗不足并存的现状,推动乳腺癌诊疗技术的发展。