通过评估肿瘤细胞的“粘性”，加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现了一种潜在的方法来预测患者早期乳腺癌是否可能扩散。这一发现可能帮助医生识别高风险患者，并据此调整他们的治疗方案。
这项在一项研究者发起的试验中测试的设备，通过将肿瘤细胞推送通过充满液体的腔室，并根据其附着在腔室壁上的程度进行排序。当在从不同阶段乳腺癌患者获得的肿瘤细胞上测试时，研究人员发现了一个显著的模式：来自侵袭性癌症患者的细胞粘附性较弱（不太粘），而来自侵袭性较低癌症患者的细胞粘附性较强（更粘）。
研究结果于3月5日发表在《细胞报告》杂志上。
“我们在这次试验中能够显示的是，肿瘤细胞的粘附性这一物理特性可能是将患者分为更具侵袭性或不具侵袭性的癌症的关键指标，”研究的高级作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院生物工程系教授亚当·恩格勒说。“如果我们能通过这种方法提高诊断能力，我们就能根据患者的肿瘤更好地个性化治疗方案。”
恩格勒实验室之前与加州大学圣地亚哥健康中心摩尔癌症中心全面乳腺健康中心主任安妮·华莱士合作的研究已经确定，粘附性较弱的癌细胞更可能迁移并侵入其他组织，而与之相比，粘附性较强的细胞则不那么容易迁移。现在，随着患者肿瘤的引入，该团队将这一洞察进一步提升，证明肿瘤细胞的粘附强度是可变的，接下来将确定粘附能否帮助预测患者的癌症是否可能转移。
他们最新的研究检查了早期乳腺癌的一种称为导管原位癌（DCIS）。通常被归类为0期乳腺癌的DCIS可以保持无害，永远不会超过形成的乳腺导管。但是在某些情况下，它会发展成可能危及生命的侵袭性乳腺癌。科学家和医生花了多年时间试图确定哪些病例需要积极治疗，哪些病例可以不予理会，但答案一直很难找到。
当前的临床决策通常依赖于DCIS损伤的大小和级别，但这些因素并不总是能够预测其行为。
“有一个机制来更好地预测哪些DCIS将表现出更具侵袭性，正如在这个粘附模型中所看到的，可能大大有助于我们更积极地治疗这种类型的癌症，”华莱士说。“如果没有必要，我们不想通过积极的手术、药物和放射来过度治疗，但当癌症具有更高的侵袭潜力时，我们需要利用这些治疗。我们希望继续个性化治疗。”
“目前，我们没有可靠的方法来识别哪些DCIS患者有发展为更具侵袭性乳腺癌的风险，”恩格勒说。“我们的设备可能会改变这一点。”
该团队的设备大约跟一张索引卡一样大，由涂有乳腺组织中发现的粘附蛋白（如纤连蛋白）的微流控腔室组成。当将肿瘤细胞置入腔室时，它们会粘附在纤连蛋白涂层上。然后，随着液体流过腔室，它们会受到逐渐增强的剪切应力。通过观察细胞在特定应力水平下脱落的位置，研究人员将其分类为弱粘或强粘。
研究小组在16名患者的样本上测试了该设备。这些样本由正常乳腺组织、DCIS肿瘤和从侵袭性导管癌和小叶癌患者获得的侵袭性乳腺癌肿瘤组成。实验显示，侵袭性乳腺癌样本中含有粘附性弱的细胞，而正常乳腺组织样本中则含有粘附性强的细胞。DCIS样本表现出中等的粘附水平，但在不同患者之间存在显著的变异性。
“有趣的是，在单一疾病亚型内，每位患者之间存在很大的异质性，”研究的共同第一作者、恩格勒实验室的生物工程博士生马迪逊·凯恩说。“例如，在DCIS患者中，我们发现一些患者的肿瘤细胞粘附性强，而其他患者的细胞粘附性弱。我们假设那些粘附性弱的患者更有可能发展成侵袭性癌症，而他们在患者护理计划开始时可能被低估。”
该团队计划在未来五年内跟踪DCIS患者，以确定粘附强度是否与转移性进展相关。如果他们的假设成立，该设备可能为肿瘤科医生提供一个强大的新工具，以指导治疗策略，为那些肿瘤细胞显示弱粘附的患者推荐更积极的干预。
“我们的期望是，这个设备将允许我们前瞻性地识别出风险最高的人，以便我们可以在转移发生之前进行干预，”恩格勒说。
这个项目突显了跨学科合作的重要性。恩格勒的生物工程团队与华莱士在摩尔癌症中心的团队密切合作，后者提供了患者样本和支持。来自国家卫生研究院（NIH）的资金，包括支持摩尔癌症中心共享资源和设施的拨款，以及支持项目中研究生的培训拨款，在设备的开发和临床研究中起到了至关重要的作用。
“与华莱士博士和摩尔癌症中心的合作非常成功，”恩格勒说。“他们的支持对推动像这样的研究者发起的试验至关重要。我们对此支持设施、培训和实验室工作的多种资助机制非常感激，这使得这样的研究成为可能。”
完整研究：“肿瘤细胞的粘附强度预测体内转移性疾病。”共同作者包括马迪逊·凯恩*、凯瑟琳·伯明汉*、本杰明·耶曼*、尼尔·帕特尔、海莉·斯佩林德、托马斯·莫利、普兰贾利·贝里、杰里米·图勒、阿迪提亚·库马尔、萨拉·克莱因、索玛耶·扎雷、安妮·华莱士和亚当·恩格勒，来自加州大学圣地亚哥分校；以及帕拉格·卡蒂拉，加州州立大学圣迭戈分校。
*这些作者对本研究作出了同等贡献
该研究得到了国家卫生研究院（R01CA280279，R01CA206880和R21CA217735）、国家科学基金会（CMMI-1763139，CMMI-1763132）、来自克鲁格诉怀特和解基金的扶贫研究奖，以及国家癌症研究所（T32CA009523）的支持。
