乳腺癌原发灶与转移淋巴结的分子特征异质性的研究进展

小五

来源:觅健 2026-02-05 09:03:56

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关键词：布加替尼免疫治疗中三阴性乳腺癌免疫治疗化疗

综述 | 乳腺癌原发灶与转移淋巴结的分子特征异质性的研究进展

原创

中国肿瘤临床

2026年1月21日 10:30

天津

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乳腺癌原发灶与转移淋巴结的分子特征异质性的研究进展

王晓雯, 丛斌斌, 石志强, 凌远超, 郑鲁明, 邱鹏飞（山东第一医科大学附属肿瘤医院）

摘要

乳腺癌淋巴结转移（lymph node metastasis，LNM）是导致患者预后不良的关键因素，其发生涉及肿瘤细胞逃逸、免疫逃逸、代谢重编程及微环境重塑等多阶段动态过程。近年来，单细胞转录组测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）与空间转录组测序（spatial transcriptome sequencing，ST-seq）技术的联合应用，揭示了乳腺癌原发灶与转移淋巴结间的分子特征异质性。本综述阐明了乳腺癌LNM的多维度调控网络，讨论了肿瘤细胞自身演进及其与肿瘤微环境的互作关系，强调靶向关键分子通路的临床转化价值，为个体化治疗策略的优化提供理论依据。尽管研究已初步阐明LNM的分子机制，但仍需整合多组学数据构建高效预测模型，以指导个体化治疗决策，优化腋窝淋巴结管理策略，最终改善乳腺癌患者的生存结局。

前言

乳腺癌的死亡主要是由转移所导致的，淋巴结转移（lymph node metastasis， LNM）是乳腺癌远端转移的第一步，与较差的预后显著相关[1]。虽然有报道称肿瘤大小、淋巴血管浸润、组织学分级等与LNM有关，但其不足以准确识别乳腺癌患者发生LNM的倾向性，且缺乏充足的生物学关联。随着生物信息学技术的进展，已有多项研究通过对原发肿瘤及其配对淋巴结进行分子标志物检测，在基因组水平、转录组水平、蛋白组水平成功构建预测LNM的模型，为术前预测LNM及腋窝外科处理的临床决策优化提供了有效依据。

肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）在肿瘤细胞发生侵袭和增殖的过程中扮演重要角色[2]，在恶性肿瘤发生转移前，TME重塑可能会刺激淋巴管生成，为LNM创造条件。TME的细胞组成、基因表达、表型修饰和细胞间相互作用有助于深入理解肿瘤发生、肿瘤转移和肿瘤细胞药物反应的机制，为了深入了解乳腺癌原发肿瘤从转移前到初始定植最后实现LNM进程中的动态分子变化，本综述系统回顾了乳腺癌肿瘤细胞自身的分子特征演进及其与淋巴结TME动态互作的转录组研究，进一步探讨了相关分子标志物的临床应用潜力，旨在为LNM相关多组学数据的整合提供理论支撑，以期为乳腺癌诊疗提供个体化思路。

01乳腺癌肿瘤细胞自身在淋巴结转移中的分子特征演进

1.1 增殖迁移潜能的获得与基因组不稳定性

在乳腺癌相关的单细胞转录组测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）工作中，拷贝数变异（copy number variations，CNVs）分析常被用来鉴别恶性细胞群体，Jiao等[3]发现来自乳腺癌患者的配对原发肿瘤和前哨淋巴结（sentinel lymph node，SLN）的肿瘤细胞在转录组上具有较高相似性，RNA速率分析显示，原发肿瘤中的肿瘤细胞具有向SLN集中的趋势，而来自原发肿瘤和SLN混合区域的肿瘤细胞则更具LNM倾向。S100A7、S100A8和S100A9在多种癌症中介导细胞运动的作用已被证实[4-5]，能够增强肿瘤细胞的迁移和增殖能力，差异基因分析显示S100A7、S100A8、S100A9在这些倾向LNM的肿瘤细胞中显著上调，S100A8的差异表达有最大幅度的增加（P<0.01），肿瘤细胞的侵袭特性在LNM发生后进一步增强，其浸润性信号显著富集（P<0.05）[6]。来自4T1三阴性乳腺癌（triple negative breast cancer， TNBC）小鼠模型的单细胞测序数据显示[7]，淋巴结转移灶中乳腺癌细胞的脂肪酸代谢相关差异基因上调可能参与淋巴结微环境的代谢重编程，IL6/JAK/STAT3相关通路激活广泛参与炎症反应、免疫调节、细胞增殖过程介导癌细胞的定植，出现在LNM早期阶段的肿瘤细胞簇的核糖体、核苷酸切除修复、蛋白酶体和剪接体相关基因水平升高，可能存在遗传不稳定性或试图修复DNA，产生促转移的突变类型。

1.2 上皮-间充质转化与细胞可塑性

与发育高度相关的上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）通常出现在胚胎发生过程，这一程序在恶性肿瘤进程中得到异常激活，协助肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力以离开上皮细胞表面，从而推动肿瘤扩散转移[8]。EMT是一个连续可变的过程，在乳腺癌4T1小鼠模型的转移淋巴结中，同时存在表达上皮细胞标记基因Epcam的上皮样肿瘤细胞和表达间充质细胞标记基因Vim的间充质样肿瘤细胞[7]，而几乎无EMT杂交细胞。免疫荧光染色显示，间充质样细胞大多呈梭形，位于更靠近淋巴结皮下窦的淋巴结外围，这一定位符合肿瘤细胞利用皮下窦入侵淋巴结的路径，它们来源于原发肿瘤并充当“种子”，当“种子细胞”向病灶中心迁移时，逐渐发生间质向上皮转化（mesenchymal-epithelial transition，MET）而恢复为上皮样状态，故上皮样细胞倾向于聚集在转移淋巴结的中心，此分布特征可能使其得以重塑近似原发肿瘤的微环境而免受周围淋巴结的影响。

Chen等[9]基于微流控平台分选出具有高迁移能力的乳腺癌肿瘤细胞，肿瘤干细胞（cancer stem cells， CSCs）标志物ALDH、细胞表面黏附分子CD44的表达在这些细胞中上调，这群细胞以迁移相关的整合素信号通路ITGB1/CD29显著富集为特征，相较于野生型细胞，迁移性细胞群体表达更多的EMT基因，缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor 1-alpha， HIF-1α）和TGF-β等相关受体信号通路显著上调。迁移性细胞群体包括2种主要亚群：EMT-CSCs（CD44高/CD24低）和MET-CSCs（ALDH高），与Mani通过诱导EMT使人乳腺上皮细胞表现出CD44高/CD24低的干细胞标志的发现一致[10]，提示EMT可能赋予细胞干细胞特性，使其获得自我更新和肿瘤启动能力。

1.3 CSCs特性的演化与功能

肿瘤细胞在迁移过程中具备高度的细胞可塑性，特定信号通路的激活使其获得干细胞分子特征，如CD44+/CD24-、ALDH1高、CD133+、GD2+等，成为肿瘤启动细胞即CSCs。利用scRNA-seq技术可以对表达以上分子特征的细胞群体进行识别，表征CSC群体并描绘其在乳腺癌演进中的改变，有学者将其与荧光激活细胞分选（fluorescence-activated cell sorting， FACS）技术结合，在PDX小鼠模型中验证了一种转移层级模型，即乳腺癌在发生转移时由干细胞样起始细胞启动，随着转移负荷的增加，细胞逐渐分化为腔上皮样细胞并进入增殖阶段。此层级转移假说并未在临床样本中得到进一步证实，但仍然为探索乳腺癌LNM模式提供了证据。

在乳腺癌原发肿瘤细胞亚群中，同时表达CD44、ALDH2、ALDH6A1的乳腺癌干细胞（breast cancer stem cells， BCSCs）具有进化为侵袭性更强的其他转移性肿瘤细胞类型的多能性[11]，其表达的半乳糖凝集素-1通过与免疫细胞上的膜受体CD45结合可能引起活化T细胞的凋亡，增强调节性T（regulatory T，Treg）细胞的功能并减弱T细胞的免疫应答，并以此介导乳腺癌转移过程中的免疫逃逸。RAC2和PTTG1双阳性BCSCs则在转移淋巴结中显著富集[12]，细胞干性评分计算联合伪时序分析显示RAC2和PTTG1双阳性BCSCs可能是肿瘤细胞的起源，RAC2在肌动蛋白动力学中的作用为其增强了细胞运动性和侵袭性[13]，PTTG1则通过促血管生成作用为肿瘤细胞的生长提供必要的营养支持，CXCL13-CXCR5信号轴介导BCSCs的配体受体相互作用，通过诱导增殖和阻止凋亡直接调节肿瘤生长并促进LNM，对适应性免疫细胞发挥间接的免疫调节作用。CSC标志物HMGA1仅在某些特定亚群中呈高表达[14]，差异基因分析显示，HMGA1高表达肿瘤干细胞亚群特异性表达TMSB10（编码胸腺素β10，与多种实体肿瘤的发生发展密切相关[15]）、CTSD（编码溶酶体蛋白酶D，为乳腺癌不良预后标志物[16]）和LGALS1（编码可溶性半乳糖凝集素-1，促进抑制性肿瘤免疫微环境的形成[17]）等特征基因，提示该亚群可能是乳腺癌不良预后的风险因素，相较于原发肿瘤，转移淋巴结中的HMGA1高表达BCSC亚群具有更强的增殖潜力，少量扩散至淋巴结的HMGA1高表达BCSCs可通过大量增殖形成LNM。然而，目前尚不具备统一的BCSCs相关标记物检测标准，增加临床样本量或有助于通过BCSCs特征改变早期预测患者的LNM风险，对特定标记物阳性患者实施更积极的辅助化疗或免疫治疗，提前预防转移性病灶的扩散，达到延长患者无病生存期的治疗效果。

1.4 代谢重编程以适应转移微环境

细胞代谢模式转换与肿瘤转移过程环环相扣，Lei等[7]通过跨物种的scRNA-seq分析观察到淋巴结转移灶的异质性肿瘤细胞簇高度富集鞘糖脂代谢基因，这与Karaayvaz等[18]在6例人类TNBC原发肿瘤中的发现一致，鞘糖脂是先天免疫系统和适应性免疫系统的调节剂，与多种上皮组织的炎症相关癌变有关，其表达上调或能缩短TNBC患者的生存期。

scRNA-seq无法还原细胞在组织空间上的原有位置，将其与空间转录组测序（spatial transcriptome sequencing， ST-seq）结合，可以提供细胞分布及转录组特征的高维信息。Liu等[19]对乳腺癌临床样本首次在空间转录组水平表征了LNM过程中的细胞代谢动态变化，并在原发肿瘤的病理切片上描绘出一类早期播散细胞（early-disseminated cell， EDC）群体，EDCs主要分布在原发肿瘤边缘，以氧化磷酸化（oxidative phosphorylation， OXPHOS）为主的代谢方式或增强其侵袭性，当转移肿瘤细胞发生定植，其代谢偏好则从OXPHOS逐渐恢复为糖酵解，这种渐进式、连续性的“光谱式”代谢过渡与肿瘤细胞在不同环境中适应的需求相关。驱动这种代谢模式转变的潜在原因可能包括转移微环境中变化的氧气浓度、营养物质的可用性差异以及来自基质细胞和免疫细胞的信号调控，使得肿瘤细胞能够灵活应对并支持其在不同阶段的生存和增殖需求，为乳腺癌治疗提供了分阶段干预的可能。

1.5 肿瘤细胞介导的免疫逃逸机制

趋化因子C-X-C基序配体14（chemokine C-X-C motif ligand 14， CXCL14）是一种在多种组织广泛表达的小分子趋化因子，Xu等[20]通过对人类临床样本的单细胞RNA测序联合单细胞可及染色质测序揭示了在淋巴结转移灶中高表达的CXCL14与肿瘤细胞增殖的相关性，细胞间通讯分析提示CXCL14作用于肿瘤细胞表面的CD47和特异性表达在髓系细胞的信号调节蛋白α（signal regulatory protein alpha， SIPRA），通过激活抑制信号驱使肿瘤细胞实现免疫逃逸。

主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex， MHC）在抗原呈递和免疫应答中十分关键，对比原发肿瘤和转移淋巴结的CNVs[21]，MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ分子的基因表达在转移淋巴结中均有不同程度的下调，提示迁移至淋巴结的肿瘤细胞可能通过降低抗原呈递能力逃避免疫监视。研究发现[7]在小鼠和人类的乳腺癌肿瘤引流淋巴结中，转移性上皮样肿瘤细胞表达较高水平的MHC-Ⅱ基因，这些MHC-Ⅱ+肿瘤细胞缺乏CD80、CD86和诱导性T细胞共刺激分子配体（inducible T-cell costimulatory ligand，Icosl）等共刺激因子的表达，导致Treg细胞克隆扩增和效应性CD4+T细胞减少，细胞实验证实，干扰素-γ（interferon-gamma， IFN-γ）通过JAK/STAT信号通路调节肿瘤细胞中的MHC-Ⅱ表达，提示针对其靶向治疗策略可能有助于恢复抗原呈递功能，增强T细胞的抗肿瘤反应。

02TME在乳腺癌淋巴结转移中的动态重塑与关键作用

2.1 肿瘤相关成纤维细胞

肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibro-blasts，CAFs）通常来源于正常的成纤维细胞，后者在肿瘤炎症和纤维化过程中被激活，通过基质沉积和重塑以及直接和间接的细胞相互作用发挥生物学功能[22]，研究证明CAFs在乳腺癌侵袭过程中能够通过分泌转化生长因子-β（transforming growth factor-beta， TGF-β）[23]、成纤维细胞生长因子5（fibroblast growth factor 5， FGF5）[24]、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）[25]等生长因子增强肿瘤细胞的恶性特性。CAFs与其他基质细胞共同参与构成淋巴结TME，Xu等[26]在乳腺癌转移淋巴结中发现，CAFs簇高表达的FBN提示其在细胞外基质重塑和EMT过程高度活跃，与同样高表达的趋化因子C-C基序配体5（chemokine C-C motif ligand 5， CCL5）促进肿瘤细胞迁移[27]，肿瘤抑制基因TFF1的高表达则显示了其潜在的肿瘤抑制功能[28]，提示CAFs在肿瘤的恶性转化过程中的双重作用。

CAFs通过直接或间接抑制免疫细胞功能进而在乳腺癌的免疫调控中发挥负性作用，乳腺癌肿瘤组织中富集的CAFs显著表达编码基质金属蛋白酶的基因，协助CAFs参与细胞外基质降解，抑制CD8+T细胞浸润并显著缩短患者生存期[29]。为探索乳腺癌细胞已发生扩散但尚未侵入淋巴结时的阶段性表现，Liu等[30]对乳腺癌前淋巴结转移灶和原发肿瘤进行测序，对比潜在受体配体对网络，CAFs和内皮细胞之间的交互在原发肿瘤中起到主导作用，在前淋巴结转移中，包括此种交互在内的各个细胞组分交互显著减少，但CXCL9+巨噬细胞与CAFs之间的交互却有所增加。根据Cords等[31]提出的成纤维细胞分类，17个亚群的成纤维细胞被分为3种CAFs亚型：基质型肿瘤相关成纤维细胞（matrix cancer-associated fibroblast，mCAF）、炎性型肿瘤相关成纤维细胞（inflammatory cancer-associated fibroblast，iCAF）和血管型肿瘤相关成纤维细胞（vascular cancer-associated fibroblast，vCAF），结前转移显示出相对于原发肿瘤较高比例的vCAF，CXCL9+巨噬细胞通过血小板衍生生长因子与vCAFs产生特异性交互可能显著促进毛细血管的生成，为肿瘤的生长和转移提供必要的血液供应。PLA2G2A+CAF亚群则在HER-2+亚型乳腺癌中高度富集[21]，且显示出与免疫细胞浸润之间的强关联，PLA2G2A促进单核细胞衍生的THP1细胞迁移的特性在细胞实验中得到充分证实，PLA2G2A+CAF亚群与巨噬细胞及CD8+T细胞在免疫荧光标记下显示出空间邻近性，提示HER2+亚型乳腺癌患者可能通过PLA2G2A+CAFs在TME中募集更多的免疫细胞浸润从而在免疫治疗中受益。

Pelon等[32]通过检测成纤维细胞活化蛋白α1（fibroblast activation protein alpha 1， FAP）、CD29、整合素β1、α-平滑肌肌动蛋白（alpha-smooth muscle actin，αSMA）、血小板源性生长因子受体β（platelet-derived growth factor receptor beta， PDGFRβ）和平足蛋白（podoplanin， PDPN）5种标志物表达，在乳腺癌淋巴结样本中描述了4群CAFs的分布特征，转移淋巴结被高比例的CAF-S1和CAF-S4占据，原代培养的CAF-S1和CAF-S4通过不同的细胞行为学机制刺激乳腺癌细胞的运动：CAF-S1具有较强运动性，能够通过CXCL12-CXCR4和TGF-β通路增强肿瘤细胞增殖和EMT的启动，而CAF-S4以其强收缩性重塑基质并促进肿瘤细胞的侵袭，淋巴结中富集CAF-S4（FAP低-中，CD29高，αSMA高，PDPN低，PDGFRβ中）的乳腺癌患者群体具有更差的无病生存期和总体生存率，显著增加了晚期远处转移的风险，表明CAF-S4可能是一个潜在的预后指标和治疗靶点。

2.2 T淋巴细胞与肿瘤相关巨噬细胞在LNM中的调控作用

作为TME的免疫细胞组分，T淋巴细胞的功能状态，包括CD8+T细胞的细胞毒作用、CD4+T细胞的辅助或抑制功能以及Treg细胞的免疫抑制活性，共同决定了抗肿瘤免疫的强度与方向。如前所述，肿瘤细胞可通过下调MHC分子表达、分泌免疫抑制因子等方式逃避T细胞的识别和杀伤，并诱导Treg细胞的扩增。肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophages， TAMs）作为TME中另一类主要的免疫细胞，其表型和功能也具有高度可塑性。已有多项研究在浸润性乳腺癌中发现TAMs亚群在LNM中的关键作用，血管内皮生长因子 C（vascular endothelial growth factor C，VEGF-C）表达的TAMs促进乳腺癌淋巴管生成和淋巴血管侵袭[33]，Ⅰ型跨膜糖蛋白PDPN参与了TAMs亚群与淋巴内皮细胞的附着，与乳腺癌患者的淋巴结和远端器官转移的发生率高度相关[34]。TME促使TAMs极化为M2型，使其失去有效的抗原呈递能力，甚至可能促进T细胞的耗竭和功能障碍。Shen等[35]对GEO（Gene Expression Omnibus）数据库中1例LuminalB亚型乳腺癌患者的单细胞数据进行分析，证实转移淋巴结显著富集M2型巨噬细胞，其在免疫激活和细胞迁移相关的基因（TREM2、MMP-14、C5AR1）中的表达水平上调，且显著高于正常淋巴结，未来研究可尝试在动物模型中通过去除或重编程M2巨噬细胞提升抗肿瘤免疫效能，为改善乳腺癌患者的预后提供证据。

03结语与展望

乳腺癌LNM进程展现出分阶段、多维度的复杂特点，肿瘤内和肿瘤间的细胞异质性为治疗反应的个性化评估和临床结局的有效预测带来挑战，单细胞测序技术能够充分阐释涉及乳腺癌细胞多种生物学改变及其与微环境的动态相互作用。目前，多项小型队列研究成功揭示了影响肿瘤细胞侵袭、定植及免疫逃逸的基因表达及代谢演变和关键信号通路，CAFs和BCSCs在微环境调控及转移中所扮演的重要角色亦得到进一步明确。然而，受限于临床样本量不足和多组学测序高成本，基于淋巴结微环境特征的疗效预测相关研究尚未形成纵深。未来，结合空间测序技术和病理切片，有望在转移早期描绘肿瘤细胞在淋巴结内的扩散模式，以高效能预测模型指导规范化腋窝外科处置及系统性全身治疗，以期为广大乳腺癌患者带来治疗疗效与生存质量的双重获益。

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