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新技术牢牢抓住CTC,让肿瘤诊断更精准!

首页 » 《转》译 2017-07-03 转化医学网 赞(5)
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导读
恶性肿瘤是人类致命的敌人,它可以招募细胞形成血管支持它贪婪地生长、破坏周围健康组织,并采用各种策略躲避人体免疫系统的攻击。尽管如此,最致命的是肿瘤释放的恶性循环肿瘤细胞(CTCs),这些细胞在血液中循环,可以进入人体其他器官形成转移灶。尽管CTCS很危险,但是它们也可以预示病人疾病状态,因此CTCs正在成为肿瘤诊断的利器。但是要从血液正常细胞中找出CTCs无异于大海捞针:肿瘤患者血液中每10000个细胞中仅仅包含不超过1个CTCs。同时缺少捕捉CTCs的广谱试剂(如常用的抗体往往会漏掉许多CTCs)使原本困难的CTCs检测雪上加霜。
  恶性肿瘤是人类致命的敌人,它可以招募细胞形成血管支持它贪婪地生长、破坏周围健康组织,并采用各种策略躲避人体免疫系统的攻击。尽管如此,最致命的是肿瘤释放的恶性循环肿瘤细胞(CTCs),这些细胞在血液中循环,可以进入人体其他器官形成转移灶。尽管CTCS很危险,但是它们也可以预示病人疾病状态,因此CTCs正在成为肿瘤诊断的利器。但是要从血液正常细胞中找出CTCs无异于大海捞针:肿瘤患者血液中每10000个细胞中仅仅包含不超过1个CTCs。同时缺少捕捉CTCs的广谱试剂(如常用的抗体往往会漏掉许多CTCs)使原本困难的CTCs检测雪上加霜。
  为了解决这个问题,一组来自哈佛大学Wyss研究所的科学家开发出了一种工程化的人血液调理素蛋白质--FcMBL用于靶向捕捉CTCs,这个蛋白原本是一个捕捉病原体的广谱蛋白。通过使用FcMBL修饰的磁珠,研究人员成功地捕获了7种癌症病人超过90%的CTCs。“我们能够快速分离出血液中的CTCs,包括一些现有的CTCs标准捕获技术难以捕获的CTCs,”文章共同作者、Wyss研究所高级研究员Michael Super博士说道。“这种新技术在肿瘤诊断中将发挥极大的作用。”相关研究成果于近日发表在Advanced Biosystems上。
  现有的CTC诊断系统通常利用一个叫做内皮细胞粘附因子(EpCAM)的肿瘤细胞标记物,肿瘤细胞表面往往高表达这个蛋白质。但是当肿瘤细胞转变为CTCs时,EpCAM的表达量会降低,这就使得基于EpCAM的诊断技术难以准确判断病人是否发生转移。
  Wyss研究所的这项新技术利用了体内自然存在的一个蛋白质甘露糖结合凝集素(MBL),它可以识别并结合病原体表面的糖类,从而使病原体被免疫系统识别并摧毁。健康人体细胞表面有不同的糖类,不会被MBL识别。但是许多癌细胞表达与病原体相似的糖类物质,因此这些癌细胞可以被MBL识别并结合。

  研究团队过去开发出了一种MBL的基因工程化类似物--FcMBL,其结合部位与抗体Fc片段融合。此前的研究表明FcMBL修饰的磁珠可以结合病原体,并在磁场作用下将这些病原体分离出来。


  为了评估这个系统是否也可以特异性靶向CTCs,研究人员给小鼠植入了荧光标记的人乳腺癌细胞,28天后检测血液中的CTCs数量。他们将小鼠血液与FcMBL修饰的磁珠共同孵育,然后用磁场分理出磁珠。“这些磁珠不太可能结合健康细胞,因此当我们检测癌细胞和健康细胞的运动时,我们发现癌细胞运动速度更快,这表明它们被磁珠粘附并受到了磁力作用,”文章第一作者Joo Kang博士说道。同时血液中的CTCs数量减少了93%,这表明尽管血液中的CTCs表达的EpCAM减少,FcMBL仍然可以有效地捕捉它们。
  随后研究人员在另外六种肿瘤模型中检测了他们的系统,包括人非小细胞肺癌、肺上皮细胞瘤、胶质瘤等。他们发现FcMBL修饰的磁珠捕获6种癌细胞的效率都高于90%,这与传统靶向EpCAM的方法相当,此外还能捕获两种传统方法无法捕获的CTCs。“我们的结果表明尽管EpCAM可以作为某些肿瘤的标记物,但是随着肿瘤细胞转移导致EpCAM表达量的降低,这种方法的准确度也会随之降低,”Super说道。“我们的FcMBL系统可以用于替代基于EpCAM的诊断方法,也可以用于检测EpCAM表达降低的细胞。”
  研究人员希望深入研究确定FcMBL靶向结合的分子,以进一步提高特异性和准确性。“FcMBL调理素技术已经被证明是一种非常广谱的病原体诊断技术,”作者说到。“这项新发现表明它也具有相似的广谱捕捉CTCs的能力,这也再一次证明了生物学原理在医学创新中的巨大作用。”
  参考文献:An Engineered Human Fc-Mannose-Binding-Lectin Captures Circulating Tumor Cells
  转化医学网360zhyx.com
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