肺癌在我国人群中是发生率和死亡率最高的恶性肿瘤疾病之一。大约一半的晚期肺癌患者随着疾病进展都伴随有胸腔积液的产生,若在胸腔积液中存在恶性肿瘤细胞,则定义为恶性胸腔积液。恶性胸腔积液的确诊提示临床分期为M1a期,患者已发生远端转移,通常预后差,平均生存期不足6个月。转移是造成晚期肺癌患者死亡的主要原因,恶性胸腔积液中的肿瘤细胞是从原位肿瘤脱落转移到胸膜的肿瘤细胞亚群,且这群转移性的肿瘤细胞具有的高度异质性可能使患者产生耐药,复发和转移。因此快速鉴定胸腔积液中恶性肿瘤细胞对于及早明确治疗方案,改善患者生活质量有着极大的临床意义,进一步探究此群高度异质的恶性肿瘤细胞的基因组特点能帮助理解肿瘤耐药,复发和转移机制。但是传统的异质性研究主要是基于来自原位肿瘤不同位置的群体细胞,尤其缺乏对高转移潜能的肿瘤细胞进行单细胞水平的研究。本实验室基于肿瘤细胞代谢活性异常开发的恶性胸腔积液肿瘤单细胞鉴定技术可以回收高活性的肿瘤单细胞,为进一步对其进行单细胞研究提供了基础。本文建立了基于肺癌恶性胸腔积液中转移性肿瘤细胞的单细胞研究路线。首先利用代谢标志物从恶性胸腔积液中鉴定出高代谢活性的肿瘤单细胞,借助单细胞扩增技术放大单细胞基因组DNA,再通过Sanger测序验证这些肿瘤细胞具有一致的驱动基因突变特征,然后利用高通量测序技术对肿瘤细胞染色体拷贝数变异特征进行分析,从基因组水平揭示了肺腺癌患者恶性胸腔积液中肿瘤单细胞异质性,初步揭示了肺腺癌患者肿瘤细胞多克隆亚群共转移的现象。本文对转移性肿瘤细胞肿瘤异质性的研究有望为肺癌患者的耐药,复发和转移提供更准确的生物学信息。