PLoS ONE: “Sentinel” Cirkulerende tumorceller Tillad tidlig diagnose af lungekræft hos patienter med kronisk obstruktiv lungesygdom

Abstrakt

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) er en risikofaktor for lungekræft. Migrering af cirkulerende tumorceller (CTCs) i blodbanen er en tidlig begivenhed, der forekommer under carcinogenese. Vi havde til formål at undersøge forekomsten af ​​CTCs i supplement til CT-scanning i KOL-patienter uden klinisk påviselig lungekræft som et første skridt til at identificere en ny markør for tidlig diagnose lungekræft. Tilstedeværelsen af ​​CTCs blev undersøgt af en ISET filtrering-berigelse teknik, for 245 personer uden kræft, herunder 168 (68,6%) KOL-patienter, og 77 personer uden KOL (31,4%), herunder 42 kontrol rygere og 35 ikke-ryger raske individer . CTCs blev identificeret ved cytomorphological analyse og kendetegnet ved at studere deres ekspression af epitel- og mesenchymale markører. KOL-patienter blev overvåget årligt af lavdosis spiral CT. CTCs blev påvist i 3% af KOL-patienter (5 ud af 168 patienter). Den årlige overvågning af de CTC-positive KOL-patienter ved screening CT-scanning opdaget lunge knuder 1 til 4 år efter CTC påvisning, hvilket fører til at bede kirurgisk resektion og histopatologisk diagnose af tidlige fase lungekræft. Opfølgning af de 5 patienter ved CT-scanning og ISET 12 måneder efter operationen viste ingen tumor tilbagefald. CTCs påvist hos KOL-patienter havde en heterogen ekspression af epitel- og mesenchymale markører, som var magen til den tilsvarende lunge tumor fænotype. Ingen CTCs blev påvist i kontrol rygere og ikke-rygere raske individer. kan detekteres CTCs hos patienter med KOL uden klinisk påviselig lungekræft. Overvågning “sentinel” CTC-positive KOL-patienter kan tillade tidlig diagnose af lungekræft

Henvisning:. Ilie M, Hofman V, Long-Mira E, Selva E, Vignaud J-M, Padovani B, et al. (2014) “Sentinel” Cirkulerende tumorceller Tillad tidlig diagnose af lungekræft hos patienter med kronisk obstruktiv lungesygdom. PLoS ONE 9 (10): e111597. doi: 10,1371 /journal.pone.0111597

Redaktør: Vladimir V. Kalinichenko, Cincinnati Children ‘s Hospital Medical Center, USA

Modtaget: Juni 11, 2014, Accepteret: 1 oktober 2014; Udgivet 31. oktober, 2014

Copyright: © 2014 Ilie et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Alle relevante data er inden for papir og dens Støtte Information filer

Finansiering:. Forfatterne vil gerne takke “Cancéropôle PACA” (Procan 2012-2015, Axe C) og “Foreningen Régionale Assistance Respiratoire bopæl” (ARARD), Aubagne, Frankrig for deres økonomiske støtte. MI blev støttet af “Fondation Lefort-Beaumont de l’Institut de France” gennem samarbejde med INSERM Unit 807, Paris. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

på trods af de seneste fremskridt i terapeutiske strategier, den samlede prognose for lungekræft er stadig dystre, især ved fremskredne stadier [1], [2]. Kun komplet kirurgisk resektion af tidlige fase tumorer forbedrer prognosen for ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) patienter. En årsag til den dårlig prognose i NSCLC-patienter er fraværet af rutinen, let at udføre og billige metoder, der tillader påvisning af asymptomatiske tidlige fase tumorer. De tidligere anvendte til tidlig diagnosticering af lungekræft, herunder biologiske forsøg med blodprøver metoder, var ikke afgørende eller havde brug for at blive bekræftet på større kohorter [3] – [5]. Den tidlige diagnose af lungekræft er et kritisk spørgsmål om folkesundhed siden 94 millioner rygere har en forhøjet risiko for at udvikle sygdommen, som stadig er den hyppigste dødsårsag i USA [6], [7]. The National Lung Screening Trial viste for nylig, at lavdosis CT screening er forbundet med et fald i dødeligheden af ​​lungekræft på 20% [6]. Imidlertid blev dette resultat er forbundet med 96,4% falsk positive resultater, da ud af de 26,309 patienter screenet, blev 7191 fundet positive, men kun 649 blev yderligere afsløret at have lungekræft. Desuden det samlede antal patienter med lungekræft var 1060, herunder 411 falske negative, der blev savnet af CT-screening. Således er der et presserende behov for at finde nye metoder til tidlig påvisning af lungekræft, især i “

med høj-risiko

” individer.

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) og lungekræft har træk patofysiologiske veje og epidemiologiske undersøgelser har vist, at uafhængigt af rygerstatus tilstedeværelsen af ​​KOL

per se

er en risikofaktor for NSCLC, også i den tidlige fase KOL [8] – [17].

Migration af cirkulerende tumorceller (CTCs) i blodstrømmen synes at være en tidlig begivenhed af human carcinogenese som eksperimentelle data i dyremodeller viste at tumorer en størrelse på højst 1 mm kan være forbundet med tilstedeværelsen af ​​CTCs i blodet stream [18] – [22]. Søgning efter CTCs er hovedsageligt udført indtil nu, på patienter med en etableret diagnose af kræft, herunder patienter med metastatisk eller lokaliseret kræft.

I denne indstilling, vi begrundet, at den invasive karakter af lungekræft kunne være bruges som sin “akilleshæl” og tillade sin tidlige diagnose gennem den følsomme og diagnostiske detektion af CTCs. Vores resultater viser for første gang, der kan detekteres CTCs i en subpopulation af patienter med KOL. screening CT-scanning opdaget lunge knuder 1 til 4 år efter CTC isolation, hvilket fører til kirurgisk resektion og diagnosticering af tidlige fase lungekræft. Disse resultater viser proof of concept for CTCs opdagelse som en tidlig indikator for invasiv lungekræft i “

udsatte

” patienter.

Patienter og metoder

Design og patienter

Det var en monocentriske interventionel, observationsstudie prospektivt studie af patienter med KOL. Disse patienter blev oprindeligt medtaget i den eksperimentelle kontrolgruppe fra en større undersøgelse (NCT00818558, Menneskelig Biobank, Nice, BB-0033-00.025), hvoraf det vigtigste formål var at vurdere tilstedeværelsen og hyppigheden af ​​CTCs i patienter med lungecancer undergår kirurgi . Formålet med denne sekundære undersøgelse var at analysere tilstedeværelsen af ​​CTCs i supplement til CT-scanning i KOL-patienter uden klinisk påviselig lungekræft som et første skridt til at identificere en ny markør for tidlig diagnose lungekræft. Patienterne modtog de nødvendige oplysninger om undersøgelsen og skriftligt samtykke blev opnået fra hver af dem. Undersøgelsen blev godkendt af den lokale etiske komité (04-APN-08, CHU de Nice, Frankrig).

245 forsøgspersoner fulgte på Pasteur Hospital (Institut for Lungemedicinsk, CHU i Nice, Frankrig) blev inkluderet i denne undersøgelse mellem juni 2008 og april 2012. Blandt disse emner, 168 (68,6%) havde KOL og 77 (31,4%) var uden KOL, herunder 42 rygere uden påviselig patologi (1 PY 30; gennemsnitsalder, 55 ± 7 år, 22 mænd og 20 kvinder) og 35 raske røgfri individer (54 ± 5 ​​år, 20 mænd og 15 kvinder). KOL-patienter havde ikke symptomer på klinisk detekterbar lungecancer eller andre maligniteter på tidspunktet for optagelse i undersøgelsen. De vigtigste egenskaber ved patienter med KOL inkluderet i denne undersøgelse er beskrevet i Tabel 1. Patienter med KOL havde haft nogen transbronkial og /eller transparietal brystet biopsier mindst 15 dage før bronkoskopi. Patienter med KOL blev først indlagt på hospitalet på grundlag af fysiske fund, blod analyse, spiral computertomografi (CT) eller fluorodeoxyglukose positronemissionstomografi. KOL-patienter med og uden CTCs fik lavdosis spiral CT ved baseline, og derefter årligt som en del af forskningsundersøgelse.

Metoder

CTC afsløring .

Isolering efter størrelse af epiteltumor celler (ISET) teknologi (Rarecells Diagnostics, Paris, Frankrig) blev udført ved hjælp af tidligere beskrevne metoder [23]. Kort fortalt ISET metoden er en blod filtrering tilgang, som beriger på en polycarbonatmembran celler større end 8 mikrometer. For ISET blev 10 ml perifert blod opsamlet i bufret EDTA, holdt ved stuetemperatur og behandlet inden for 1 time efter prøvetagning. Membranen blev skåret i 2 dele, som indeholder henholdsvis 6 spots for immuncytokemi og 4 spots for maj Grünwald Giemsa (MGG) -farvning for cytologisk analyse. Immuncytokemi blev udført som tidligere beskrevet, under anvendelse af dobbelt immunmærkning med en pan-cytokeratin-antistof (mus, klon KL-1, Immunotech-Beckman-Coulter, Villepinte, Frankrig), og et anti-vimentin (mus, klon V9, Glostrup, Danmark) antistof påført på filtrene i 45 minutter ved stuetemperatur [23]. Brug af ISET, blev patienterne positiv for CTCs baseret på cytopatologiske analyser af de isolerede celler og detektion af celler med karakteristiske maligne træk bestemt ifølge tidligere definerede kriterier [24] – [26].

Trial besøg blev defineret som baseline, midlertidig (ca. hver 12 måneder fra baseline), og endelig (omkring 5 år efter baseline) besøg. Data blev indsamlet fra lægernes kliniske noter ved hvert besøg, og sammen med CTCs data oplysninger blev overført til en standard sag rapport formular.

computertomografi.

CT thorax scanninger blev erhvervet ved hjælp af en 64-slice GE Medical Systems Lightspeed bind CT (GE Healthcare, Wisconsin, USA): detektor array af 64 × 0,625 mm, FOV på 36 cm, tabel hastighed på 39,37 mm /s, rotationstid på 0,5 s, 120 kVp, beg af 0.987:1, støj indeks på 17,36. Efter infusion af intravenøs kontrastmidler blev brystregionen scannet under holde vejret i slutningen af ​​inspiration i liggende stilling. Automatiseret bolus tracking software blev anvendt til at udløse billedoptagelse med tærskel på 100 HU i et område af interesse placeret over thorakalaorta. målinger Lunge tæthed og volumen blev udført ved hjælp af OsiriX digitale analyseprogram (OsiriX Imaging Software, v3.7.1, OsiriX Foundation, Genève, Schweiz). Billede segmentering software blev anvendt til segment lungeparenkym ifølge tærskler forudbestemte tæthed. Lung dæmpning grænseværdier for -500 til -1024 HU, blev anvendt til at udelukke blødt væv, der omgiver lungerne. Områder med dæmpningsværdier mindre end -910 HU blev anset for repræsentative for dårligt fungerende emfysematøs lunge. Man eksperimenterede radiolog, som blev blindet til CTC resultater og andre data fra patienter, beregnet mål for volumen og tæthed af hver lunge segment på det mediastinale vindue CT-billeder. Følgende CT parametre blev beregnet for hver patient: total lunge volumen (TLV), mængden af ​​normal lungeparenkym (værdier -500 HU til -910 HU), mængden af ​​emfysematøs lunge (værdier mindre end -910 HU), og den betyde lunge tæthed.

blev fundet

Resultater

CTCs i 3% (5 ud af 168) af KOL-patienter er baseret på blod filtrering og den cytopatologiske analyse af de isolerede celler. De detekterede celler havde karakteristiske maligne cytopatologiske træk (fig. 1). CTCs afslørede store kerner, med spredte nukleare riller, heterochromatin klumper, og en moderat mængde cytoplasma med høj nukleart /cytoplasma-forhold (fig. 1). De fem CTC-positive KOL-patienter viste sig at have mellem 19 og 67 isolerede CTCs (tabel 2). Desuden disse patienter viste lejlighedsvise CTMs som følger: patient 1 havde 1 CTM sammensat af 20 celler (Fig. 1); patient 2 havde 3 CTMs sammensat af 5, 7 og 15 CTCs; patient 3 havde 1 CTM med 16 CTCs; patient 4 havde 1 CTM 12 CTCs, og patient 5 havde 1 CTM med 19 celler. Lejlighedsvis klynger afslørede tredimensionale sammenhængende ark ovale eller polygonale CTCs viser nukleare atypia, moderat til fremtrædende anisonucleosis, med hyppige flere nucleoli og nuklear overlapninger. De tilsvarende immunfarvede celler udtrykte hovedsagelig pan-cytokeratin alene (fig. 1). Men et lille antal CTCs udtrykt kraftigt vimentin med en svag associeret cytokeratin ekspression (fig. 1). Den immunohistokemisk /cytokemiske analyser viste en lignende fænotype i CTCs og de tilsvarende lunge tumorer (

dvs

, stærk positivitet for KL1 og svag og fokal positivitet for vimentin,… Figur 1, fig S1).

(A) og (B) CTCs isoleret ved den ISET metoden og identificeret af MGG farvning fra Patient 1. (A) En isoleret CTC med maligne cytomorphological funktioner (Dobbeltværelse pile: porerne i filteret). (B) En klynge (CTM) bestående af 20 CTCs med maligne cytomorphological funktioner (Original forstørrelse × 1000; stænger: 8 um; dobbelte pile: pore indeholder en lymfocyt). (C) og (D) Immuno-farvede CTMs observeret i blodet filtreres ved hjælp af ISET metode fra Patient 2. (C) CTM stærkt udtrykker pan-cytokeratin antigen kun (Dobbeltværelse pile: pore indeholder en lymfocyt). (D) CTM co-udtrykker pan-cytokeratin og vimentin antigener [Dobbelt pile: porerne i filteret, (Original forstørrelse × 400; søjler: 16 um; immuno-peroxidase farvning med en pan-cytokeratin antistof (KL1), og en immuno -phosphatase farvning med et anti-vimentin antistof)]. (E) A549 epitelial tumorcellelinie og K562 leukæmiske cellelinie med store vimentin aggregater blev spiket i humant blod, yderligere filtreret af ISET, og blev anvendt som positive kontroller for de dobbelte immunolabeling assays med KL1 (brun immuno-peroxidase-farvning, pile) og med vimentin (rødlig immuno-phosphatase farvning, dobbelt pile, Original forstørrelse × 1000; søjler: 40 um).

tilstedeværelsen af ​​CTC var signifikant korreleret til graden af ​​KOL (tabel 1; Fishers eksakte test,

P

-værdi 0,001). Vi bemærker ikke nogen sammenhæng mellem den tid med KOL og CTC detektion [betyde overvågning tid, KOL (+ CTC) gruppe, 11 år

vs.

KOL (-CTC) gruppe, 12 år].

De fem KOL-patienter med CTCs opdaget af cytopatologi analyse efter blod-berigelse ved baseline udviklet en lungekræft, der blev diagnosticeret ved opfølgning (tabel 2). En CT-scanning udføres på samme tid som blodet filtrering bekræftede diagnosen KOL men undlod at vise lungeknuder. Desuden er disse patienter havde årlige overvågning under anvendelse lavdosis spiral CT. Efter en gennemsnitlig opfølgning på 3,2 år (spændvidde 1 til 4 år) scanning program CT overvågning afslørede lunge knuder. Kirurgi blev udført på disse 5 patienter en måned efter knuden detektion ved CT-scanning. Den patologiske analyse viste tumorknuder med en middelstørrelse på 1,7 cm i diameter. Fire tumorer blev diagnosticeret som invasiv adenokarcinom og en patient udviklede en pladecellecarcinom (tabel 2). Kræft iscenesættelse afslørede stadie IA lungekræft uden spredning til lymfeknuderne eller fjernmetastaser (pT1aN0M0) i alle tilfælde. Patienterne modtog ikke yderligere behandling. Tumor genotypning viste en

KRAS

mutation i codon 12 i tre adenocarcinom tumorer, og en missense

STK11

genmutation i pladecellekræft. Én adenocarcinom var vildtype for

KRAS

,

EGFR

EML4-ALK

genomiske forandringer. Opfølgning udført 16 måneder efter operationen, herunder CT-scanning og blod-filtrering, viste ingen tumor tilbagefald og ikke registreres CTCs.

Isolerede celler med godartede cytomorphological funktioner blev opdaget af ISET i 1,8% af KOL-patienter ( 3 ud af 168 patienter). Ingen af ​​disse 3 patienter og ingen af ​​de andre 160 patienter med KOL, og med ingen patologiske celler ved baseline i blodet, viste sig at udvikle en lungeknude, hvilket fremgår af en årlig CT-scanning under den efterfølgende opfølgning begyndende med den første blod filtrering (gennemsnitlig follow-up tid, 60 måneder). Ingen CTCs blev påvist i de 42 kontrol rygning personer uden en påviselig patologi og i de 35 ikke-ryger raske individer (fig. S2). Disse personer har ikke udviklet lunge knuder som påvist af CT-scanning 5 år efter den første optagelse i denne forskningsundersøgelse.

Diskussion

Lungekræft er kendt for at være en meget invasiv cancer, med mere end 75% af patienterne ikke er berettiget til kirurgi ved diagnose [27]. På grund af sin meget invasive karakter, det er den hyppigste årsag til cancer-relaterede dødsfald på verdensplan [28]. På dette område kunne opdagelsen af ​​en diagnostisk og ikke-invasiv biomarkør være afgørende for oprulle følgende trin af lavdosis screening spiral CT-scanning og tidlig kirurgisk indgreb. Da den meget ondartet adfærd lungekræft er bundet til sin invasive potentiale, vi troede, at tidlig påvisning af CTCs kan supplere CT-scanning undersøgelse og bidrage til at reducere de falske positive og negative resultater i relation til CT-scanning screening. Vi målrettet således en befolkning på 168 patienter med KOL. KOL er den tredje største dødsårsag i USA og forventes at blive den fjerde største årsag til dødsfald på verdensplan i 2030 som følge af en stigning i rygning [8], [14]. KOL anses for at være en præ-neoplastisk tilstand lungekræft og det er blevet beregnet, at der generelt 2,2% af KOL-patienter udvikler lungekræft om året [29]. Endvidere progressionen af ​​KOL øger modtageligheden for lunge carcinogenese med op til 4-6 gange, en iagttagelse, der menes at skyldes delte mekanismer i både KOL og lungekræft [8], [30]. Således tidlig diagnosticering af KOL er vigtigt, fordi rygeophør tidligt i COPD forsinker sygdomsprogression og nedsætter sygeligheden og dødeligheden [31].

Flere metoder er blevet anvendt til at isolere og påvise CTCs, med variable følsomheder og specificiteter [32 ]. , Men vi troede, at fastsættelsen af ​​en tidlig diagnose af lungecancer, ville en cytopatologiske og immuncytokemisk diagnostisk tilgang være egnet til at afsløre “sentinel CTC /CTM” skal anvendes i en kombineret tilgang som en pålidelig markør fremme CT-scanning screening til tidlig diagnose af lungecancer [24] – [26].

Vi prospektivt indsamlede data om CTCs fra 168 patienter med KOL. Fem ud af 168 (3%) KOL-patienter havde CTCs, som blev isoleret tumorceller eller grupperet i CTMs. CTCs afslørede klare ondartede funktioner med store kerner, hyppig multiple nucleoli, anisonucleosis og høj nukleare /cytoplasma-forhold. Den immunohistokemisk /cytokemiske analyser viste en lignende fænotype for CTC og de tilsvarende lungetumorer (dvs. stærk positivitet for KL1 og svag og fokal positivitet for vimentin).

De fem sager rapporteret her afslørede en relevant højt antal CTCs /CTMs 1 til 4 år før påvisning af en lunge knude ved CT-scanning. Navnlig fandt vi en lang forsinkelse mellem påvisning af CTC i Patient 3 og påvisning af tumoren knuden ved CT-scanning. Tidligere undersøgelser af kræftpatienter har fastslået, at disseminerede tumorceller (DTC), som for det meste CTC der ekstravaseret i væv, forbliver i en hvilende klinisk uopdaget i en længere periode, før pludselig bliver metastatisk [33]. Mens de mekanismer, tumorcelle hviletilstand er stadig ikke klart, er betingelsen ofte observeret i visse carcinomer [34]. Selvom vores resultater ikke kan generalisere på sådan fænomen i CTC-positive klinisk hvilende lungekræftpatienter disse data understreger betydningen af ​​at opdage CTC hurtigt efter cirkulationen af ​​tumorceller i blodet er begyndt som en “sentinel” for at aktivere tumor knude påvisning og behandling før CTC giver anledning til DTC og den efterfølgende risiko for udvikling af metastaser.

isolerede celler med godartede cytomorphological funktioner blev også detekteret af blod-filtrering i 3 ud af 168 (1,8%) patienter med KOL. Men ingen af ​​disse 3 patienter og ingen af ​​de 160 patienter med KOL og uden CTC ved baseline udviklet en lunge knude påvises ved en årlig CT-scanning under den efterfølgende opfølgning (gennemsnitlig follow-up tid: 48 måneder). Disse relevante konstatering er i overensstemmelse med den kliniske værdi af de klassiske cytopatologiske kriterier anvendt til at identificere maligne celler og anvendes til påvisning af CTC [26].

Derudover blev ingen CTC detekteret i 42 kontrolpunkter rygere uden et påviseligt patologi og i 35 ikke-ryger raske individer. Samlet set har cirka 620 personer uden kræft blevet undersøgt af ISET af forskellige grupper og vist at være uden CTC i blodet [23] – [26], [35]. Tilsammen disse data tyder på, at cytopatologiske og immunocytopathological påvisning af CTC hos patienter med en høj risiko for at udvikle kræft kan spille en “sentinel” rolle udløser opfølgende programmer rettet mod tidlig påvisning af invasive kræftformer. Med lungekræft overvejes blandt de mest dødelige form for kræft, med ca 87% af patienterne dør på 5 år efter diagnosen, disse data klart hæve håb om at reducere dødeligheden på grund af lungekræft, gennem sin tidlig påvisning.

Konsekvent, har flere undersøgelser vist, at påvisning af CTCs i tidlige og /eller metastaserende sygdomme korreleret med en ugunstig klinisk resultat [23], [36]. Derfor, når CTC er til stede i patienter med en formodentlig lokaliseret tumor, kan de bidrage til sygdomsprogression [23]. I denne forbindelse, vi viste tidligere, at detektion af CTCs i lungekræftpatienter, herunder dem med lokaliseret “tidlig fase” lungekræft, stærkt korreleret med dårligere samlet overlevelse [37].

På trods af at flere modeller og dyreforsøg har antydet, at tilstedeværelsen af ​​CTCs i patienternes blod er en tidlig begivenhed i patienter, der udvikler cancer, er dette den første undersøgelse, der viser, at der kan påvises CTCs i fravær af en cancer knude detekterbar ved CT-scanning og være et kendetegn for en udvikle invasiv cancer. Mens konventionelle hypoteser antager, at invasionen og metastaser er sent begivenheder, har konvergerende resultater førte til den opfattelse, at invasionen kan forekomme meget tidligt og er undertiden klinisk hvilende [21], [38], [39]. I denne henseende tumorinduceret neovaskularisering forekommer parallelt med overgangen til invasion og giver en vaskulær post portal til formidling, som går forud for primær tumor udvækst af mange år [39]. Det er bemærkelsesværdigt, at tumor celle-spredning kan begynde år før diagnose og sandsynligheden for tumorceller spredes fra små cancere er blevet rapporteret at være høj [38], [40]. Fra modelsystemer er det blevet anslået, at omkring 1,10

6 tumorceller per gram tumorvæv kan indtaste dagligt i blodbanen [20]. Nylige undersøgelser på dyr har vist, at tumorceller cirkulation starter meget tidligt, ved “

situ

carcinoma in” fase [22]. En anden model foreslår, at de cellulære determinanter for invasion kan være til stede selv før angiogenese, og at efterfølgende udvikling af nye fartøjer kan tilvejebringe den endelige krav til tumor celle-spredning [41]. Endelig har nylige molekylære undersøgelser vist, at evnen til at metastasere kan forud ordineret af spektret af mutationer erhvervet meget tidligt i tumorigenese, hvilket antyder, at påvisningen af ​​CTCs i præ-neoplastiske læsioner kan være et nyttigt værktøj til tidlig diagnose af cancer [42]. Men onkogene

KRAS

har forskellige effekter – i nogle tilfælde er det inducerer hyperproliferation, mens det i andre er det fører til onkogen induceret aldring [43]. Navnlig endogene onkogene

KRAS

(

KRAS

G12V

) blev vist at udløse senescens i præmaligne stadier af lunge og pancreatiske tumorer [44], [45]. Interessant, tumorer med høje niveauer af onkogen udtryk fremskridt til fuld-blæst karcinom, når ældning er annulleret af den genetiske sletning af CDKN2A eller Trp53 [44], [45]. Dette fænomen kan forklare den relative sene udvikling af lunge tumorer i CTC-positive KOL-patienter.

Vores undersøgelse viser, at diagnostisk CTC påvisning og billedbehandling kan bruges sammen til at forbedre afsløring tidlig lungekræft. I denne indstilling, blandt værktøjerne til detektering tidlig lungekræft, [

18F] fluorodeoxyglukose (FDG) positronemissionstomografi (PET) /computertomografi er helt sikkert den mest anvendte og følsom metode i den kliniske praksis og de seneste undersøgelser er begyndt at sammenligne effektiviteten af ​​FDG-PET og CTC påvisning i overvågningen bryst carcinom patienter [46], [47]. For nylig blev en hidtil ukendt radiotracer udviklet af billedet glycogenmetabolisme i tumorer ved PET. Forfatterne vist, at glykogen niveauer, men ikke [

18F] -FDG optagelse, stige proportionalt med celle tæthed og G1-G0 anholdelse, under den ikke-proliferative tilstand af kræftceller, med potentiel anvendelse i vurderingen af ​​påvisning af tumor ubevægelighed [48].

som konklusion, denne undersøgelse viser for første gang, at en følsom og diagnostisk CTC afsløring tilgang kan finde CTCs i patienter “

i fare

” for at udvikle lungekræft uden en påviselig knude ved CT-scanning. En lille del af KOL-patienter viste sig at have CTCs 1 til 4 år, før identifikation af en lungeknude ved billeddannelse. I disse 5 patienter lungekræft blev diagnosticeret på et tidligt stadium (IA), der muliggør øjeblikkelig kirurgisk resektion; de blev derefter vist at være uden tumor tilbagefald og uden CTCs 16 måneder efter operationen.

Der er behov for større undersøgelser til selvstændigt validere potentialet i diagnostisk identifikation af CTCs som et pålideligt værktøj fremme målrettet, intensiv overvågning af CT-scanning til tidlig diagnose af lungekræft i “

udsatte

” patienter. Desuden er der behov for opfølgende undersøgelser for at klarlægge den prædiktive effekt af disse tests, herunder undersøgelser rettet mod KOL-patienter med en knude måler mindre end 10 mm detekteret af CT og vurdere den prædiktive værdi af CTC detektion for tidlig invasiv kræftscreening i KOL-patienter .

Støtte Information

figur S1.

Immunfarvning for KL1 og vimentin i lungetumorer fra patienter med CTC-positive KOL. Eksempel på lungeadenocarcinom fra patient 2. (A) Stærk farvning med KL1 pan-cytokeratin-antistof i alle tumorceller. (B) Svag ekspression af vimentin i et flertal af tumorceller (sorte pile). Gule pilespidser peger den stærke vimentin ekspression i tumorstroma. (C) Focal intens ekspression i nogle tumorceller (sorte pile). Gule pilespidser peger den stærke vimentin ekspression i tumorstroma. (Original forstørrelse x 200)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0111597.s001

(TIF)

Figur S2.

Manglende CTCs i (A) kontrollerer røgfri raske personer, og i (B) rygere, som det fremgår af cytomomorphology på Iset filtre. Pile peger hvide blodlegemer. (Original forstørrelse x 200)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0111597.s002

(TIF)