CTC（Circulating Tumor Cell）是存在于外周血中的循环肿瘤细胞，它们在癌症扩散和传播中扮演关键角色，它们通常被视为转移的“种子”，能够逃脱免疫系统的攻击，穿越血管壁，并在身体其他部位生长。因此，了解血液中CTC数量增加与不良预后之间的关联非常关键。这有助于深入了解CTC在血液中存活的机制和相互作用。

德国汉堡大学的Harriet Wikman在2022年8月30日的一篇文章中总结了CTC相关的研究，突出了CTC与癌症的关系，包括癌症的发生、发展、复发和传播。CTC在血液中与不同类型的血细胞相互作用，如血小板、中性粒细胞、单核/巨噬细胞、内皮细胞以及与癌症有关的成纤维细胞。这些相互作用可以通过细胞间的互动或改变细胞的外表来实现。癌细胞通过影响周围正常细胞的功能使其在不利的环境中存活，进而定植到身体其他部位并生长。

1.什么是CTC簇？

CTC簇是指由2-6个细胞组成的CTC团块，通常包含不同类型的白细胞和血小板，通过粘附在一起形成簇，有助于它们在血液中生存和扩散。

2.CTC簇与癌症转移

研究发现，CTC簇在癌症转移过程中扮演着重要角色。簇内的细胞通过相互保护和提供营养支持来促进彼此的生存。此外，CTC簇还可以通过粘附到血管内皮细胞上，促进癌细胞的侵袭和转移。

髓系细胞是免疫系统的重要组成部分，包括血小板和巨核细胞、树突细胞、红细胞、粒细胞、巨噬细胞等。这些细胞在血液中发挥着重要的防御作用，负责消灭病原体和异常细胞。然而，CTC却能够通过一些手段逃避免疫攻击。

图 1.外周血CTC和免疫细胞的相互作用

1.CTC与中性粒细胞的相互作用：

中性粒细胞是免疫系统中的重要成分，通常在炎症和感染时首先到达炎症部位。它们也在癌症患者的外周血中增加，这与肿瘤的存在和炎症反应有关。中性粒细胞可以发生不同的极化状态，其中N1极化的中性粒细胞表现出抗肿瘤作用，而N2极化的中性粒细胞有助于促进肿瘤的生长和转移。CTC可以与中性粒细胞相互作用，形成异型簇。CTC-中性粒细胞簇的形成可能导致肿瘤细胞包裹在内皮细胞上，破坏内皮屏障，最终导致CTC的外渗，从而增强了肿瘤的转移潜能。此外，NETs（中性粒细胞胞外捕获物）是中性粒细胞通过一种特殊的细胞死亡方式释放到细胞外空间的捕获物，包括DNA和蛋白水解酶。NETs的形成与肿瘤的血管功能受损、血栓形成和炎症有关，它们还可以捕获CTC，从而增加了CTC与内皮细胞的粘附。中性粒细胞和它们的亚型以及NETs在肿瘤的发展和转移中扮演着重要的角色，它们的相互作用可能影响肿瘤的生长和扩散。

图 2.实验条件下

肿瘤细胞通过中性粒细胞与内皮细胞的粘附过程

2.CTC与巨噬细胞的相互作用：

巨噬细胞是免疫系统中的重要组成部分，起着维护组织稳态和调节炎症反应的作用。它们可以分化为M1或M2型巨噬细胞，分别具有抗炎和促炎功能。然而，巨噬细胞与CTCs（循环肿瘤细胞）的相互作用尚不清楚。CTCs可以通过CD47与巨噬细胞相互作用，利用CD47/SIRPa免疫检查点来抵御吞噬信号。

此外，存在一种称为癌症相关巨噬样细胞（CAMLs）的细胞群，它们由髓系巨噬细胞组成，表现出上皮和干细胞标记物，如CK、EpCAM和Oct4。CAMLs可以与CTCs相互作用，甚至与其融合，产生杂交细胞，增强肿瘤转移。这些研究表明CAMLs可能具有潜在的临床价值作为癌症的生物标志物，但尚需进一步研究明确它们的来源和相互作用机制。

3.CTC与血小板及巨核细胞的相互作用：

血小板和MKs（巨核细胞）在体内起着重要的角色，尤其是与肿瘤细胞（CTCs）之间的相互作用方面。MKs是大型细胞，在骨髓中产生，并经过分化过程产生血小板。此外，MKs还在骨代谢中发挥作用，包括抑制骨吸收细胞的功能和增强成骨细胞的增殖。与此不同，血小板是小型的无核细胞碎片，主要作用是在止血过程中维持血管系统的完整性，并促进血管损伤处的伤口愈合。

（1）血小板和CTCs之间的相互作用已经广泛研究，并描述了多种不同的生物学效应。

（2）CTCs可以诱导血小板活化，促使其释放颗粒，包括ATP，从而推动CTC的逃逸。

（3）血小板可以保护CTCs免受剪切应力和失巢凋亡的影响，形成一种保护性的“盾牌”。

（4）血小板还可以帮助CTCs逃脱NK细胞的识别，通过覆盖CTCs并传递MHCI类分子，模拟宿主细胞，降低其被识别的概率。

（5）血小板还可以释放趋化剂，吸引其他粒细胞，如中性粒细胞，以增强肿瘤细胞的转移。

此外，血小板还通过激活Yap1信号来提高癌细胞的缺氧抗性。这些相互作用可能有助于促进CTCs的逃逸和转移，以及抵抗免疫系统的识别。

图 3.血小板在控制EMT和CTC侵袭过程中的作用

相比之下，MKs的作用尚未完全明确，它们通常滞留在骨髓中，并很少被报告释放到血液循环中。虽然高血小板计数与不良的癌症预后相关，但循环MKs与更好的生存率有关。因此，MKs在与CTCs的相互作用以及其在肿瘤生物学中的具体作用方面仍存在待解的问题。

4.CTC与红细胞的相互作用：

红细胞是人体中数量最多的细胞类型，主要负责气体和营养物质的运输。在癌症研究中，红细胞分布宽度（RDW）是一个用于评估红细胞大小变化的指标，与多种癌症的不良预后相关。一种理论认为，增加的未成熟红细胞可能导致RDW升高。此外，一些癌细胞表达b-红蛋白，可能在血源传播过程中发挥作用。有研究表明CTC可以与红细胞发生相互作用，而另一些研究发现红细胞膜蛋白在一些癌症中发生改变。

5.CTC与髓系源性抑制细胞的相互作用：

髓系源性抑制细胞（MDSCs）是一种异质性免疫细胞，来源于骨髓髓系干细胞谱系。它们表现出强烈的免疫抑制功能，并与其他免疫细胞如NK细胞和T淋巴细胞相互作用，尽管其具体作用机制尚不清楚。

在癌症患者中，MDSCs的数量显着增加，并与循环肿瘤细胞（CTC）数量的增加相关。此外，研究发现在患者的血液中存在CTC-MDSC簇，这些簇可能通过激活MDSCs诱导肿瘤分化，通过活化ROS和Notch信号通路促进CTC的增殖。在一些癌症病例，例如胰腺导管腺癌，门静脉血中的MDSCs和CTC之间也存在类似的相互作用，这可能促进了CTC的生长和迁移。

6.CTC与DC细胞的相互作用：

树突状细胞（DC）是连接先天免疫反应和适应性免疫反应的重要媒介，主要负责抗原呈递和组织中T细胞反应的诱导。存在三种不同类型，分别是cDC1型、cDC2型和pDCs。由于树突状细胞具有免疫激活特性，它们对各种癌症实体的生存有利，因此成为免疫治疗和癌症疫苗接种中备受关注的细胞类型之一。

在与循环肿瘤细胞（CTC）的相互作用方面，已经发现CTC阳性诱导树突状细胞上的蛋白表达发生变化，例如乳腺癌患者中的TLR2、TLR4和TLR8的上调以及TLR3的下调。此外，在一些CTC患者中，外周血中树突状细胞产生的促炎细胞因子显着减少，同时特定细胞表面标记物CCR7和CD86的表达增加，这可能影响患者的免疫反应和生存。另外，研究发现循环树突状细胞与CTC之间存在直接相互作用，这种相互作用可能导致CTC-树突状细胞簇的运动速度减慢，增加血管粘附，最终加剧外渗和转移的形成。然而，目前尚未发现促进这两种细胞群之间相互作用的具体分子机制。

淋巴细胞是免疫系统的重要组成部分，包括T淋巴细胞、B淋巴细胞等，在体液免疫和细胞免疫中发挥着关键作用，对抵抗感染和抑制疾病发展起到关键作用。然而，有些淋巴细胞却成为了肿瘤的“帮凶”，帮助CTC逃避免疫攻击并促进肿瘤的生长和转移。

1.CTC与NK细胞的相互作用：

NK细胞（自然杀伤细胞）是免疫系统中的重要组成部分，起着抵抗感染和肿瘤的关键作用。它们分布在骨髓和淋巴器官中，如淋巴结、脾脏、扁桃体和胸腺。NK细胞通常被标识为CD3-/CD56+细胞，具有细胞毒性，可快速反应对抗病毒感染细胞和肿瘤细胞，尤其是在血液中存在的CTC。它们对CTC的抑制被认为是预防肿瘤转移的重要因素。

NK细胞具有多种激活和抑制受体，它们与肿瘤细胞的相互作用调节NK细胞的细胞毒性。一些研究发现，在某些癌症患者中，CTC可以通过下调细胞表面受体MICA/B来抵抗NK细胞的攻击，从而增加肺部转移的风险。其他研究表明，NK细胞释放细胞毒性颗粒、细胞因子和调控受体来抑制肿瘤细胞生存和转移。

然而，有研究发现，CTC簇可能对NK细胞的细胞毒性表现出耐药性，而NK细胞在处理具有间充质细胞表型的肿瘤细胞时具有更高的细胞毒性活性。尽管NK细胞对肿瘤细胞的攻击会受到不同因素的影响，但增加NK细胞数量通常对癌症患者的生存非常有益。此外，NK细胞的数量通常与CTC数量负相关，因此NK细胞的恢复和增强活性可能有助于预防肿瘤转移。因此，NK细胞介导的免疫疗法对于抵抗CTC和预防转移的研究具有重要前景。

图 4.利用NK细胞治疗转移性肿瘤的方法

2.CTC与T/B淋巴细胞的相互作用：

在CTC研究中，CD45通常被用作标记来排除白细胞。大多数研究未详细描述CD45阳性细胞，这些细胞可能是淋巴细胞，目前尚未有有关CTC与B淋巴细胞互动的研究。T细胞的免疫反应与CTC的环境和亚型有关，CD8+ T细胞与生存有关，而CD4+ Treg细胞与疾病进展相关。在不同癌症类型中，CTC数量与免疫细胞水平之间存在不同的关联。在乳腺癌中，CTC数量与Treg数量及肿瘤大小正相关，但与CD4+和CD8+ T细胞数量负相关。在NSCLC中，Treg数量与CTC数量正相关，但CTC数量与CD3+、CD4+、CD4+/CD8+ T细胞数量负相关。在转移性泌尿生殖系统癌中，CTC+/PD-L1+患者以及CD4和CD8 T细胞计数较低与总生存期较短相关。

CTC和淋巴细胞之间的直接相互作用研究有限，但免疫检查点疗法已被证明对实体肿瘤治疗有效，尤其是与PD-L1表达相关。然而，需要更多的机制研究来深入了解这些相互作用。

总结