作者：周济春来源：邵逸夫医院肿瘤外科
本期周济春博士将为大家分享解读“Macrophages orchestrate breast cancer early dissemination and metastasis”（巨噬细胞介导乳腺癌发生早期细胞播散和转移发生）。这是一篇偏基础但是具有重要临床启示意义的研究，发表于2018年Nature Communication 杂志上的最新article。下面就让我们跟随周济春博士的脚步为大家揭秘乳腺癌早期转移的秘密！
开篇问题
在大部分医生或绝大多数非医学人士的印象中，肿瘤只在肿瘤区域进展后才会出现远处转移。在这篇文章中，作者研究发现肿瘤发生浸润前（甚至癌前状态下）的分子事件导致肿瘤播散的发生，并影响中晚期远处转移的发生。此外，说到巨噬细胞，大家脑海中浮现出的，是一个清道夫的形象吧？但是在这篇最新的研究，提出了一些新的内容，让我们从分子生物学的角度重新审视这一经典的免疫细胞。
请手机前的各位思考几个小问题：
1.肿瘤细胞在何种状态下会出现远处转移？
2.远处转移可能发生在肿瘤进程中的早期阶段吗？
3.什么因素可能促进肿瘤早期转移，巨噬细胞在这一环节中发挥何种作用？
4.如果巨噬细胞可以促进癌细胞早期播散转移，那么它是通过什么信号通路发挥作用的？
内容梗概乳腺癌细胞的早期播散是至今仍未被人们认识的难题。该研究在HER2阳性乳腺癌老鼠模型中，发现一部分早期演化的肿瘤细胞需要巨噬细胞的帮助来实现早期播散。癌前病变内巨噬细胞的耗竭有助于降低肿瘤早期播散，并减少晚期进展期的癌负荷。从机制上说，该研究发现在癌前病灶，癌细胞和髓系细胞可趋化CD206 /Tie2 巨噬细胞并诱导Wnt-1信号通路上调，继而下调早期HER2细胞的E-Cadherin水平。该研究也观察到在癌前病变中，肿瘤微环境中包含巨噬细胞的转移结构可以被用作癌细胞穿过血管内皮的通道。以上数据提示了巨噬细胞可能是肿瘤早期播散的原因之一，可影响远期肿瘤的转移与进展。一个在临床样本中的早期研究显示，表皮内巨噬细胞与导管内原位癌E-Cadherin的缺失可能存在临床相关性。研究背景
2016年发表在Science上的综述非常全面的概括了早期肿瘤发生转移的研究现状。作者提出肿瘤细胞在进化的各个阶段均可能出现远处转移，包括肿瘤早期，中期及晚期，主要归咎于在不同阶段的肿瘤细胞在分裂过程中均可能出现高侵袭性的亚克隆群。
多个临床研究也证实出现转移并非中晚期肿瘤特有的现象，包括2005年发表在新英格兰医学杂志的人群研究证实即使非常早期的乳腺癌患者亦可能出现骨髓转移。
临床上不明原发灶恶性肿瘤（Cancer of unknown primary，CUP）很好的支持早期肿瘤发生远处转移这一模型。
基础研究方面已经在肿瘤自发性动物模型中观察到在肿瘤发展的早期就存在远处转移现象，但机制尚不明了。
研究内容
现象：在乳腺癌发病动物模型：MMTV-HER2 mouse model中，巨噬细胞被趋化到早期乳腺病灶的导管上皮层，图1显示的是病灶的HE染色，显示了野生型小鼠和发病模型小鼠微观下，乳腺导管的局部差异，并通过免疫荧光显示了EMT表型的变化。
研究内容
接着，作者发现导管上皮内的巨噬细胞，可以显著诱导早期乳腺癌细胞的EMT表型，通过免疫组化，免疫荧光染色以及荧光定量PCR证明了这一现象。
在减少了早期病灶内的巨噬细胞后，早期乳腺癌的播散显著减少了
得益于自发乳腺癌动物模型，我们可以动态观察肿瘤发生发展的全过程，作者发现早期播散的肿瘤细胞对远期肿瘤转移具有显著的影响。
那么，除了巨噬细胞，在病灶内，有没有别的免疫细胞会对早期乳腺癌播散产生影响呢？作者做了进一步的实验，对不同发病阶段的小鼠病灶的免疫细胞做了CYTOF的实验，发现CD206 巨噬细胞随着病情发展显著增多，而单核细胞无明显变化。而且在HER2 肿瘤中，间质和上皮内增加最为明显。
那么，HER2 肿瘤细胞是如何趋化巨噬细胞，进而完成早期播散和远期转移的呢？作者做了一系列机制实验：发现HER2通过激活NF-κB 并上调CCL2水平来实现。
接着，作者在人体组织中进行了一些验证工作，发现在人类导管内原位癌病灶中，上皮内巨噬细胞的数量与E-Cadherin水平呈反比，提示巨噬细胞可能可以调控癌细胞的EMT表型。
研究模式图
周济春博士
浙江大学医学院附属邵逸夫医院肿瘤外科 主治医师
耶鲁大学与浙江大学联合培养博士 肿瘤学专业
耶鲁大学 博士后
临床方面严格按照循证原则，开展以乳腺，甲状腺，胃肠道肿瘤等常见实体瘤的个体化精准治疗
基础研究方面主要围绕乳腺癌内分泌耐药机制及逆转策略，乳腺癌癌前病变开展转化医学研究
负责和参与国家自然科学基金课题4项，以主要成员身份参与过科技部支撑项目1项及浙江省自然基金项目多项
已发表SCI论文25余篇，包括PNAS, Nature Communications, Oncogene, Nucleic Acids Research，EMBO Molecular Medicine等国际知名杂志，累计影响因子超过120分，被他人引用次数近600次.
周济春博士的点评和科普时间
该研究采用HER2 自发性乳腺癌小鼠模型，再现了乳腺癌早期（导管原位癌DCIS阶段）即可出现播散，并影响后期肿瘤远处转移的发生。该研究的优势：避免了临床样本仅反映一个特殊的时间节点，仅能对一个横断面进行观察，很难或无法进行肿瘤事件的纵向观察研究的缺点；选用自发性肿瘤模型同样避免了实验室常用癌细胞无法进行肿瘤分期模拟的困境。
尽管该研究从分子层面证实了乳腺癌早期（DCIS阶段）即可能在特殊亚群巨噬细胞的介导下出现远处转移，并向我们展示了可能的分子机制（HER2/NFκB/CCL2/CCR2/E-Cadherin）。但是从基础到临床最终运用，仍然需要很多路要走，仍然存在下述几个值得我们思考的问题：
1. 该研究用临床样本进行了极其初步的验证，但仅仅就E-Cadherin和巨噬细胞的相关性进行了描述，未对最核心的金指标，即乳腺癌早期发生播散或远处转移的发生情况进行探索，因此证据级别偏弱。后续我们可以开展多中心协作的研究，对DCIS或T1a乳腺癌患者进行外周血检测循环肿瘤细胞（CTC）和在临床组织样本中进一步验证HER2/Macrophage/E-Cadherin的关系。
2. HER2作为该研究所采用的自发性模型的启动基因，仅能代表临床较少部分乳腺癌。另外，更为重要的是该研究锚定的巨噬细胞亚群（CD206 /Tie2 ），由于不同种属间存在较大的免疫差异，人体内又会是何类何种免疫细胞起作用同样值得思考。
3. 在理论上，既然恶性肿瘤存在发生早期播散并影响中晚期的转移发生，那么肿瘤细胞对肿瘤综合治疗，包括化疗，靶向治疗，内分泌等治疗的耐药和敏感性是不是也受到肿瘤发生发展过程中的早期分子事件的影响呢？ 这同样是一个值得思考的问题。
对于患者而言，这一研究告诉我们早期诊断早期治疗的重要性，因为早期治疗不仅可以早期控制局部病灶，同时可以避免和减少发生远处转移的风险。其次，对于已经确诊乳腺癌的患者，并不需要因为这样一个研究而对自己是否会发生远处转移而过分担忧。只要患者在正规医院就诊，专业医生根据指南及时进行局部治疗（手术和或放疗）和全身系统治疗。特别是全身系统治疗，针对肿瘤属于全身性疾病而非局限性疾病的事实（这篇文章再次证实），强劲有效的全身治疗可以杀伤已经播散的潜在肿瘤细胞，而改善患者预后。对于部分仅接受局部治疗的患者，仍然可以根据指南进行定期随访，早期发现复发转移，早期治疗。
关于是否可以对早期乳腺癌进行提早干预（如提早“过度”系统或免疫干预）避免和预防远处转移的问题，目前指南不推荐此类患者接受化疗和靶向等治疗措施，仅对雌激素受体阳性的患者可以给予内分泌治疗。临床医生在考虑一种治疗方案是否可行的时候，更多考虑的是需治疗病人的人数（Number needed to treat，NNT）是否合适，也就是治疗多少病人才能让1例患者从中获益。由于从临床角度看，早期乳腺癌最终发生远处转移的概率仍然极低，因此，对所有的此类患者给予“过度”的治疗显然不符合伦理和卫生经济学的原则。因此，只有当研究继续深入，期待有新的值得信赖的检测手段，能够在疾病的早期即可判断或预测患者是否已发生或会发生远处转移时，才能对特定的早期患者给予“过度”的精准治疗。
参考文献
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Banys, M. et al. Hematogenous and lymphatic tumor cell dissemination may be detected in patients diagnosed with ductal carcinoma in situ of the breast. Breast Cancer Res. Treat. 131, 801–808 (2012).
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Husemann, Y. et al. Systemic spread is an early step in breast cancer. Cancer Cell. 13, 58–68 (2008).
Pavlidis, N., Khaled, H. & Gaafar, R. A mini review on cancer of unknown primary site: a clinical puzzle for the oncologists. J. Adv. Res. 6, 375–382 (2015).
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