肿瘤转移是癌症死亡的主要原因，出现转移后，不仅治疗难度会增大，而且也是预后不良的。循环肿瘤细胞（circulating tumor cell, CTC）作为肿瘤转移的“种子”，从离开原发灶后，时刻都在与免疫系统斗争，逃逸免疫系统的围堵，寻找机会攻击身体其他部位。因此，了解两者之间的作用机制对于设计新的治疗方案至关重要。

先前研究表明，循环肿瘤细胞（CTC）簇（由两个或多个肿瘤细胞组成）比单个CTC更具有转移优势[1-2]，但是潜在机制还有待研究。

2020年6月1日, 美国贝勒医学院在Nature Cancer杂志上发表文章，发现CTC簇改变了自然杀伤（NK）细胞配体表达，使得它们对NK细胞的杀伤具有更高抗性，从而产生更高比例的多克隆转移。该研究进一步加深了我们对免疫系统（NK细胞）影响CTC转移的理解，拓展了免疫治疗癌症的新视野。本研究的主要结论如下：

结论一：NK细胞减少，增加单个CTC转移

结论二：CTC簇对NK细胞的杀伤不敏感

结论三：转移性更强的CTC簇具有更高的上皮基因表达

图1: 多克隆肿瘤转移追踪模型

临床基因组研究表明许多转移灶是多克隆的，即它们包含多个肿瘤细胞的基因克隆。为了研究多克隆转移，研究人员使用了一种特殊的小鼠乳腺肿瘤模型，将绿色荧光蛋白（GFP）和红色荧光蛋白（RFP）标记的肿瘤细胞1:1混合并接种在小鼠体内（图1a）。

当肿瘤转移以CTC簇为主时，产生的转移灶将是GFP和RFP共存的混合色（图1b）。

这一系统使得研究人员能够识别多克隆转移。

结论一：NK细胞减少，增加单个CTC转移

图2: 不同免疫缺陷小鼠对多克隆转移的影响

当将这种GFP和RFP标记的混合肿瘤细胞注入免疫正常和免疫缺陷小鼠后，与免疫正常小鼠相比，NK细胞缺失的小鼠中单克隆灶比例显著升高，而多克隆灶没有明显变化（图2）。

结论二：CTC簇对NK细胞的杀伤不敏感

同样的，抗体介导的NK细胞减少也能够显著增加单个CTC的转移，但对CTC簇的作用较弱，这表明CTC簇对NK细胞的杀伤不敏感。

结论三：转移性更强的CTC簇具有更高的上皮基因表达

图3: 多克隆肿瘤簇逃避NK细胞攻击的模式图

通过比对细胞系和患者CTC的RNAseq数据分析显示，细胞簇比单个细胞具有更高的上皮基因表达，这与NK细胞激活配体的低表达正相关。进一步功能实验表明，上皮细胞表型促进细胞簇的形成，改变了NK细胞配体表达并降低了NK细胞的杀伤作用。

综上所述，CTC簇比单个CTC更加倾向于获得上皮细胞特性，这将减少NK细胞激活配体的表达，提升对NK细胞的抗性，最终导致多克隆转移形成优势。

此项研究再次强调，准确检测患者体内CTC数目及相关生物标志物的表达，在癌症的治疗中是非常必要的，不仅有利于我们对患者的疗效监测、预后判断，在指导用药和免疫治疗中也将发挥重要作用。

参考文献:

1. Aceto, N. etal. Circulating tumor cell clusters are oligoclonal precursors of breast cancer metastasis. Cell 158, 1110–1122 (2014).

2. Cheung, K. J. etal. Polyclonal breast cancer metastases arise from collective dissemination of keratin 14-expressing tumor cell clusters. Proc. Natl Acad. Sci. USA 113, E854–E863 (2016).

3. Hin Ching Lo, Zhan Xu. Etal. Resistance to natural killer cell immunosurveillance confers a selective advantage to polyclonal metastasis. Nature Cancer, 1,709–722(2020).