学术成果 | CTC联合survivin:骨肉瘤预后预测新指标

来源:益善生物 新闻中心 2023-10-09

导 语

骨肉瘤(OS)是最常见的原发性骨恶性肿瘤之一,是影响儿童和青少年的癌症相关死亡的主要原因[1]。复发和转移是导致骨肉瘤患者死亡的最重要因素。发生转移的患者5年生存率仅为20%左右。骨肉瘤细胞在早期就表现出向肺部血液转移的倾向。当患者被确定有转移时,预后非常差。

因此,迫切需要一种敏感而有效的生物标志物来帮助骨肉瘤患者准确评估预后,辅助诊断肿瘤复发和转移,改善患者的生存状态,从而提高生存率。

循环肿瘤细胞(CTC)是肿瘤转移的“种子”,在肿瘤形成和生长的早期就可脱落入血,通过上皮-间质转化(EMT)过程参与肿瘤细胞远处播散和转移。研究表明,CTC在肿瘤转移过程中起着关键作用,通过三个步骤,包括肿瘤细胞的释放和内渗进入循环,与循环免疫细胞对抗和生存,以及外渗进入转移部位。然而,仍有一小部分CTC通过免疫逃逸存活。目前对CTC的免疫逃逸机制研究较少。
   

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近日,广西医科大学第一附属医院脊柱外科团队基于CanPatrol® CTC分型检测技术平台,对骨肉瘤患者中CTC的计数以及EMT表型联合survivin基因表达与免疫逃逸和预后的关系进行了探索[2]。研究结果表明:survivin蛋白在CTC的免疫逃逸中发挥了关键作用,survivin阳性CTC的存在是骨肉瘤患者独立的预后预测因素通过survivin基因对骨肉瘤患者进行早期监测,有助于及时进行个性化治疗,改善患者的长期预后。

  研究题目survivin阳性循环肿瘤细胞水平与骨肉瘤免疫逃逸和预后的关系

  发表期刊J Cancer Res Clin Oncol (IF:4.322)

  合作单位广西医科大学第一附属医院脊柱外科

  PMID37526661

    

纳入人群

本研究共纳入20例计划行肿瘤切除术、术后组织病理学明确诊断为骨肉瘤的患者。在术前采集患者5 ml外周血进行CTC分型检测。

    

研究方法

采用CanPatrol® CTC可视化液体活检平台对外周血中CTC进行分离鉴定及EMT分型分析。该技术采用不依赖特定标志物的纳米膜分离方法,全面富集所有类型的CTC及CTC细胞团;通过多重mRNA荧光原位杂交法,即使用多组上皮、间质和CD45探针,实现CTC的EMT分子分型,同时在CTC上进行survivin mRNA检测。生物信息分析结合血常规数据验证survivin与循环系统中免疫细胞浸润的关系。为筛选独立预后因素,采用Kaplan-Meier生存曲线、单因素和多因素Cox回归分析。

▲ survivin在CTC亚型中的表达

 

 

研究结果

▎BIRC5的生物信息学分析

BIRC5基因编码的survivin,在多种癌症的肿瘤微环境中起关键作用。基于GSE140131的单细胞RNA测序数据,获得了5个骨肉瘤CTC的基因表达谱,用于进一步分析。生物信息学分析显示BIRC5与淋巴细胞(包括T细胞、B细胞和NK细胞)呈显著负相关,与T细胞、巨噬细胞、单核细胞和树突状细胞的分子标志物呈负相关。基于生物信息学分析的发现,进一步验证survivin蛋白与循环免疫细胞之间的关系。从患者血常规中采集循环免疫细胞,结果显示,survivin阳性CTC数量与淋巴细胞计数呈负相关,与生物信息学分析结果一致。

结果表明BIRC5通过减少骨肉瘤患者循环系统中免疫细胞的浸润而在免疫逃逸中发挥关键作用。

   ▲ BIRC5的生物信息学分析

  

▎CTC计数、亚型和survivin表达与早期临床特征的关系

将CTC计数、亚型和survivin表达与早期临床特征进行相关性分析。发现病理性骨折与CTC总数、E/M CTC(混合型CTC)显著相关。病理性骨折患者有更多的survivin阳性CTC(survivin+ CTC)。CTC总数、E/M CTC和survivin蛋白计数高的患者有更高的转移率。

▲ CTC与早期临床特征的关系

  

Survivin+ CTC表达与总生存率的相关性

该研究平均随访时间为29.1个月(2-65个月)。根据survivin+ CTC中位数将患者分为高survivin+ CTC组(>3)和低survivin+ CTC组(≤3)。Kaplan-Meier曲线显示,高survivin+ CTC组总生存率为88.9%,显著高于低survivin+ CTC组的36.4%。ROC曲线显示,第一年和第二年的曲线下面积(AUC)分别为0.76和0.68。说明survivin+ CTC数量越多,患者的总生存率越差。

▲ survivin+ CTC与总生存率的相关性分析

  

Survivin+ CTC表达与预后的相关性

通过单因素和多因素Cox回归分析,以确定survivin+ CTC是否是预后的独立预测因素。单因素分析结果显示,转移和survivin+ CTC可能是影响骨肉瘤患者总生存率的两个预后因素。多变量Cox分析结果显示,survivin+ CTC是一个独立的预后因素。

▲ 单因素和多因素Cox分析survivin+ CTC与预后相关性

 

   

研究结论

该研究首次证明了CTC中BIRC5(一种编码survivin蛋白的基因)的表达与免疫细胞浸润密切相关。生信分析结果表明survivin+ CTC与淋巴细胞计数呈显著负相关,并且进一步验证了survivin蛋白在免疫逃逸中的关键作用。与早期临床特征进行相关性分析显示CTC和survivin蛋白与患者的转移密切相关,survivin+ CTC是一个独立的预后因素。

▲ survivin蛋白高表达介导CTC免疫逃逸

综上所述,survivin蛋白通过减少骨肉瘤患者循环系统中免疫细胞的浸润而在免疫逃逸中发挥关键作用,survivin阳性CTC的存在是骨肉瘤患者独立的预后预测因素。与组织样本相比,CTC样本的采集和检测具有更便捷、更实时、创伤小等特点。随着对CTC认识的深入和临床应用需求的发展,CTC检测逐步从单纯细胞计数发展为细胞计数结合分子分型的综合分析。基于CTC开发更多的生物标志物有助于全面评估肿瘤状态,为精准制定治疗方案提供重要的实时信息。

  
  
  

参考文献:

  • 1.Siegel RL, Miller KD, Wagle NS, Jemal A. Cancer statistics, 2023. CA Cancer J Clin. 2023 Jan;73(1):17-48.
  • 2.Association of survivin positive circulating tumor cell levels with immune escape and prognosis of osteosarcoma. J Cancer Res Clin Oncol. 2023 Aug 1.