目的:肿瘤转移是恶性肿瘤预后不良和致死率升高的首要原因，也是临床肿瘤治疗面临的重大挑战。上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT)是指在特定生理或病理条件下，上皮细胞失去原有的极性并转化为可在细胞外基质之间自由移动的间质细胞的现象，肿瘤细胞可通过EMT变得更具侵袭性从而促进肿瘤的转移。细胞代谢重编程(Metabolism Reprogramming)是肿瘤细胞的重要特征，表现为线粒体氧化呼吸障碍、高度依赖有氧糖酵解、磷酸戊糖途径和谷氨酰胺代谢增强。肿瘤细胞通过代谢重组摄入和消耗大量葡萄糖，以保障细胞生长和转移过程中能量消耗和大分子合成的需要。循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells，CTCs)是指来源于肿瘤原发灶或转移灶、因自发或诊疗因素释放到外周血液循环中的肿瘤细胞，CTCs可随血液系统播散至远处器官或组织并定植形成新的转移灶。外周血CTCs的水平与肿瘤患者的疾病进展和转移复发密切相关，CTCs计数和分子特征分析对于患者的临床分期辅助诊断、治疗反应性和预后判断、复发转移监测等方面有重要意义。因此，本研究主要旨在从EMT表型分型和细胞代谢功能状态方面对肿瘤患者外周血CTCs进行特征分析，研究内容包括循环肿瘤细胞EMT分型检测技术应用分析(第二章)、肿瘤转移相关的糖代谢差异基因筛选及验证(第三章)、外周血循环肿瘤细胞代谢特征分析及其临床意义(第四章)三部分(本文第一章为绪论)。
　　方法:本研究主要采用了一种新型的Canpatrol?CTCs分型检测平台对肿瘤患者外周血CTCs进行分析。第二章研究中对南方医院2014年12月1日至2016年12月31日期间利用该方法进行CTCs分型检测的551例肿瘤患者血样结果进行总结分析，同时收集患者性别、年龄、肿瘤分期及肿瘤特异性血清标志物等临床病理特征资料，分析CTCs分型检测结果与这些参数的关联性。第三章中主要利用功能分类基因芯片技术比较高转移和低转移前列腺癌细胞株PC-3M1E8和PC-3M284中糖代谢基因表达谱的差异，并通过荧光定量PCR和Western blot技术同时检测芯片的差异表达基因在其他几种具有不同转移潜能的前列腺癌细胞(LNCAP、PC-3及DU145细胞)中的表达，以筛选肿瘤转移相关的糖代谢特征基因。第四章中利用Canpatrol?CTCs检测平台分别检测前期筛选验证的肿瘤转移相关糖代谢基因在肝细胞癌、肺癌、宫颈癌等肿瘤患者外周血CTCs中的表达情况，进一步从中选择高代谢型CTCs的联合检测标志物，用于前列腺癌和乳腺癌患者血液高代谢型CTCs表达特征的分析。
　　结果:第二章研究中共分析了551例肿瘤患者血样检测结果，主要包括肝细胞癌(195例)、鼻咽癌(38例)、肺癌(114例)、结直肠癌(74例)、骨肉瘤(35例)、肾癌(18例)和其他肿瘤(77例)。以CTCs≥3个/5mL外周血为CTCs阳性判断标准，各肿瘤CTCs阳性率为61％～80％(肝细胞癌75％、肺癌61％、鼻咽癌63％、结直肠癌68％、骨肉瘤80％、肾癌72％、其他肿瘤64％)，CTCs阳性患者的CTCs计数中位数范围为5～10个/5mL，分布范围为3～86个/5mL。此外，在380例CTCs阳性的样本中，检测到3种类型CTCs的例数分别为E型202例、H型338例和M型235例，其总体阳性率分别为E型53％、H型89％、M型62％。同时对肝细胞癌、鼻咽癌等患者CTCs的EMT分型与临床病理特征进行分析，发现外周血CTCs的数量及表达M型标志物CTCs的比例与患者的转移状态、临床分期和血清肿瘤标志物的水平相关。
　　第三章研究中利用功能分类基因芯片筛选了39个高转移细胞PC-3M1E8和低转移细胞PC-3M284的差异表达基因，经荧光定量PCR和Western blot验证和在LNCAP、PC-3、DU145三种细胞之间二次筛选，最终确定了HK2(己糖激酶2)、PDP2(丙酮酸酶磷酸酶催化亚基2)、G6PD(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)、PGK1(磷酸甘油酸激酶1)、PHKA1(磷酸酶激酶α1)、PYGL(糖原磷酸化酶)、PDK1(丙酮酸脱氢酶激酶1)、PKM2(M2型丙酮酸激酶)、ALDOA(果糖二磷酸醛缩酶A)和ENO1(烯醇化酶1)十个肿瘤转移相关的代谢特征基因，且它们与几种细胞中EMT相关标志物(Vimentin、β-catenin、N-cadherin)和肿瘤干细胞相关标志物(CD44、CD133、OCT4、ALDH1)的表达水平有一定的关联性。
　　第四章研究中首先检测了上述肿瘤转移相关的代谢特征基因在64例肿瘤患者(包括10例肝细胞癌、21例宫颈癌、8例肺癌、8例鼻咽癌、9例食管癌、8例肾癌)外周血CTCs中的表达情况，结果发现在多种实体肿瘤患者血液中均检测到高表达上述代谢标志物的CTCs，总阳性率为16％至84％，且在不同EMT分型的CTCs中表达特点不一。它们在E型、H型和M型三种类型CTCs中的阳性率分布范围分别为0～100％(G6PD最高，为100％)、21％～96％(G6PD最高，为96％)和0～86％(PYGL最高，为86％)。其中，PGK1、PYGL和PDK1在M型CTCs中的阳性率高于在E型CTCs中的阳性率，且HK2、G6PD、PGK1和PYGL的阳性表达与CTCs的EMT分型关系密切(P＜0.05)。进一步利用G6PD+PGK1联合检测CTCs的高代谢状态并初步分析前列腺癌和乳腺癌患者外周血CTCs的代谢特征，发现在伴发远处转移的前列腺癌和乳腺癌患者中，外周血CTCs计数水平高于无转移的患者，且M型CTCs的比例也相对升高。同时，转移性前列腺癌和乳腺癌患者外周血高代谢型(G6PD+PGK1阳性)CTCs的阳性率在H和M型CTCs中较E型CTCs中高，且与前列腺癌患者的血清tPSA、fPSA水平及肿瘤Gleason评分存在一定的相关性，也与乳腺癌患者的血清CA153、CEA水平及肿瘤组织ki67表达水平存在一定的关联。
　　结论:1.M型标志物在肝细胞癌、肺癌、鼻咽癌等肿瘤患者外周血的CTCs中的表达非常常见，同时检测这部分细胞可以提高CTCs的捕获率和检测准确性。表达M型标志物的CTCs比例升高与肿瘤患者的临床分期和转移相关，分析外周血CTCs的EMT表型特点有助于临床肿瘤患者病情和转移的辅助诊断。
　　2.肿瘤转移相关的糖代谢特征标志物在肝细胞癌、肺癌、鼻咽癌等肿瘤的某些CTCs中呈高表达状态，且与CTCs的EMT表型分型特点相关，而高代谢型CTCs的比例与前列腺癌和乳腺癌患者的转移和血清肿瘤标志物水平存在一定的关系，因此分析CTCs的代谢功能状态可以为肿瘤患者疾病进展和转移监测提供有益信息。