【文献精选--文献精读】
Circulating tumor cells: from new biological insights to clinical practice
癌症患者死亡率高的主要原因是转移，即肿瘤细胞通过血液从原发部位转移到身体的其他部位。最近的技术进步大大提高了我们对循环肿瘤细胞（CTC）血液传播背后机制的理解。全局低甲基化和位点特异性高甲基化是 DNA 甲基化模式变化的例子，对癌变至关重要。本综述首先概述了导致 CTC 形成的各种过程，包括上皮-间质转化（EMT）、免疫监视和定植。然后，我们深入分析了 CTC 内 DNA 甲基化的改变如何影响 CTC 传播过程中的每个关键阶段。此外，我们还探讨了 CTCs 中 DNA 甲基化变化对癌症患者的潜在临床意义。通过了解这些表观遗传修饰，我们可以深入了解转移过程，并为早期检测、预后和靶向治疗确定新的生物标记物。本综述旨在弥合基础研究与临床应用之间的差距，强调 DNA 甲基化在癌症转移中的重要意义，并为改善患者预后提供新的途径。
a 这些肿瘤细胞从原发性或转移性肿瘤中自然脱落，在血液中循环，b 成为肿瘤的 “种子”，有可能导致不同部位的转移。造血干细胞从原发性或转移性病灶自发或因治疗操作而进入外周循环。CTC 的概念最初由 Ashworth 于 1969 年提出，这些细胞可分为三类：上皮细胞、间质细胞和混合细胞。虽然大多数 CTC 可被宿主免疫系统清除，但一部分高度活跃和具有转移性的 CTC 可能会逃避免疫清除，最终导致微小癌灶的形成、肿瘤复发和转移。因此，CTCs 被认为是个人致命转移性疾病的可能来源。
支持 CTC 存活和早期转移的 EMT 相关机制示意图
a CTC 通过上皮-间质转化（EMT）相关机制释放到血液中，包括单个细胞或集体迁移、内浸以及被动过程，如孤立的肿瘤细胞或团块通过受损血管脱落。某些单个或聚集的 CTC 有能力在血液中存活，并在二级器官中形成转移。这是因为它们具有在 EMT 诱导的细胞中升高的特征，这些特征有助于它们在血液中存活并建立转移。具体来说，b Fas/FasL 信号通路在肿瘤发生过程中起着至关重要的作用，癌细胞中的 Fas/FasL 信号通路受损会导致细胞对凋亡产生抵抗，并促使肿瘤进展和 CTCs 的生成；c EMT 进展受整合素和 TGF-β 等信号通路的调控，这些信号通路可合作诱导下游反应，从而促进 CTCs 的存活和抗凋亡特性。
四氯化碳集群的生成机制以及四氯化碳亚群在血液循环中的潜在存活率
发生 EMT 的 CTC 会表达组织因子 (TF)，这在很大程度上促进了血小板的活化。这些依赖凝血的机制会在肿瘤细胞周围形成富含纤维蛋白/血小板的茧，根据可保护肿瘤细胞免受剪切应力、瘤变和免疫攻击。上述茧的形成对 CTC 的播种和早期建立至关重要。此外，已观察到中性粒细胞与肿瘤细胞和血小板发生物理作用，从而促进肿瘤细胞的存活和增殖。此外，中性粒细胞还有助于CTC 与血管壁的粘附。中性粒细胞有能力将肿瘤细胞捕获到中性粒细胞胞外陷阱（NET）中--这种结构还能促进凝血事件的发生--从而帮助形成一个支持 CTC 存活的保护性锚定支架。这一过程有助于 CTC 停滞在毛细血管和转移形成的早期阶段。上述凝血和中性粒细胞依赖性屏蔽机制可保护 CTC 免受免疫破坏。此外，CTC，尤其是那些发生 EMT 的 CTC、具有更强的逃避免疫监视的能力。造成这种情况的机制之一是免疫检查点蛋白（如 PD-L1）的表达，这可能会增强它们对细胞毒性免疫细胞的抵抗力。经过一段可能的休眠期后，CTC 最终会恢复生长并引发继发性肿瘤。
该图描述了 CTC 规避免疫系统的各种机制，以及 CTC 与外周血中免疫细胞之间的相互作用。循环肿瘤细胞（CTCs）与自然杀伤细胞（NK）之间的相互作用是一个突出的研究领域，因为 CTCs 会分泌 LDH5 并脱落 MICA/MICB 配体。MICA/MICB配体，从而抑制通过NK细胞介导的裂解来识别和消除CTC。该图描述了 CTC 为逃避 NK 细胞和 T 细胞通过 MHC I 分子识别而采用的三种机制。这些策略包括通过与细胞表面结合的细胞角蛋白（CK8、CD18 和 CK19）掩盖 TCR 对 MHC I 的识别，通过从血小板到 CTC 的膜转移获得 “伪正常 ”表型，以及减少或完全消除 MHC I 的表达。CTC 与自然杀伤（NK）细胞之间的相互作用是一个重点领域，因为 CTC 释放 LDH5 和 ADAM10 使 MICA/MICB 配体脱落，会阻止它们被 NK 细胞识别并通过 NK 细胞介导的裂解消除。此外，LDH5 还能增强循环单核细胞上 NKG2D 配体的表达，进而降低 NK 细胞上 NKG2D 的表达。此外，该图还说明了 CTC 为躲避免疫系统而采取的其他策略，如上调抑制性免疫检查点分子 PD-L1、表达 “别吃我 ”信号受体 CD47 以及改变凋亡蛋白 FAS 和/或 FASL 的表达。
a 具体来说，肿瘤抑制基因（TSG）和转移相关基因（MSG）的高甲基化会引发 CTC 的分离，并促使其增殖能力增强。与单个 CTC 相比，CTC 簇表现出不同的 DNA 甲基化特征，其特点是 OCT4、NANOG、SOX2 和 SIN3A 等转录因子结合位点的低甲基化，而这些转录因子都是与干性相关的转录因子，在诱导多能干细胞（iPSC）的多能网络中发挥着关键作用。
DNA 甲基化在适应性免疫反应中发挥着关键作用，包括树突状细胞的发育以及 T 细胞的启动和激活。a 最近的研究揭示了染色质重塑对肿瘤细胞细胞毒性攻击和肿瘤浸润 CD8+ T 细胞衰竭表型的贡献。b CTLA-4 DNA 高甲基化与治疗反应不佳明显相关，突出了 CTLA-4 甲基化作为治疗结果预测性生物标志物的潜力。c 在肿瘤细胞中，DNA 修饰会影响肿瘤抗原的产生、抗肿瘤细胞因子的沉默以及 PD-L1 检查点的诱导。d 在 NK 细胞中，杀伤 Ig 样受体（KIR）CpG 岛的甲基化状态对于维持 KIR 的克隆表达以及调节 NK 细胞识别和裂解异常细胞至关重要。
在全球范围内，癌症仍然是导致死亡人数最多的癌症。CTC 是指从原发肿瘤中分离出来并进入淋巴或循环系统的肿瘤细胞。这样，肿瘤细胞就会扩散到全身，形成新的肿瘤。根据研究，肺癌患者的血液中可能含有 CTCs，而患者血液中 CTCs 的数量与疾病的进展和转移几率相关。甚至在传统方法确定肿瘤之前，肺癌患者的血液中就已经发现了 CTCs，这证明它们可能是早期识别和监测肺癌的重要工具。DNA 甲基化是在 DNA 的胞嘧啶残基上添加甲基，它是调节某些基因表达的必要条件。包括肺癌在内的许多癌症类型在发病和发展过程中都与 DNA 甲基化模式异常有关。研究发现，DNA 甲基化对 CTCs 的免疫监视和转移都有影响。免疫系统识别和清除癌细胞的方法称为免疫监视。然而，通过 DNA 甲基化，CTCs 可以抑制免疫相关基因的表达，使它们能够躲避免疫系统，并在血液中持续存在。例如，一些 CTCs 被发现存在参与抗原处理和呈递的基因 DNA 超甲基化现象，这可能有助于它们逃避免疫系统的识别和清除。此外，DNA 甲基化也与 CTC 的转移有关。例如，EMT 过程对癌细胞的侵袭和转移至关重要，它与参与细胞粘附和迁移的基因 Ecadherin 的 DNA 高甲基化有关。此外，研究还发现，与 DNA 修复和细胞周期调控有关的基因的低甲基化也会影响 CTC 的转移潜力。这篇综述概括了在癌症背景下围绕 CTC 生成的障碍，以及表观遗传学修饰对 CTC 在 EMT、免疫监视、集群形成和定植方面的影响。CTCs 中 DNA 甲基化导致的表观遗传修饰可能是揭示肺癌转移潜在机制的一把钥匙，在肺癌诊断、预后和治疗领域大有可为。
