癌症诊断的新武器
循环肿瘤细胞(CTC)是体现癌症患者疾病阶段的一个重要指标,但其检测非常困难。
来自哈佛大学Wyss学院的研究人员发现了一种新的CTC捕获剂-FcMBL,其能捕捉90%以上七种不同类型的肿瘤细胞。
该研究结果发表在6月28日的AdvancedBiosystems上。
癌症是可怕的敌人,它们会招募血管来帮助他们贪婪地生长,进而破坏附近的组织,并部署许多策略来躲避机体的防御系统。但其实更具恶意的是肿瘤释放的循环肿瘤细胞(CTCs),它们会悄悄地通过血流并在身体其它部位定居,这一过程就是转移。
CTC固然是危险的,但它们的存在也是体现病人疾病阶段的一个重要指标,这使得CTC成为癌症诊断的一个引人注目的新方法。不幸的是,要在上万亿的人体健康血细胞中发现相对少数的CTC,就像是大海捞针一样困难,因为CTC在癌症患者的血液中只占万分之一。由于缺乏广谱的CTC捕捉剂,就像最常用的抗体不能识别多种类型的癌细胞,这使得检测变得更加困难。
为了解决这个问题,一组来自哈佛大学Wyss学院的研究人员把FcMBL,一种原来作为广谱病原体捕获剂的基因工程人血调理素蛋白,作为CTC的捕获剂了。利用涂覆有FcMBL的磁珠能够捕捉90%以上七种不同类型的肿瘤细胞。Wyss学院的首席高级科学家、文章的共同作者MichaelSuper博士表示,他们已经能够快速分离体外和血液中的循环肿瘤细胞了,包括一些通过目前的标准CTC定位技术还不能结合的CTC。这种新技术对于癌症诊断是有用的,其发表在6月28日的AdvancedBiosystems上。
目前的CTC诊断系统经常使用癌细胞标记物,如上皮细胞粘附分子(EpCAM),它在肿瘤细胞表面是高表达的。然而,当肿瘤细胞转化成CTC时,EpCAM在癌症细胞中的表达会降低,因此,正是在对于了解癌症是否已转移的关键时刻,这样的检测却变得不够精确了,这是非常讽刺的。
Wyss研究所开发的捕获技术是利用了机体中天然存在的蛋白-甘露糖结合凝集素(MBL),它能识别并结合细菌和其他病原体表面的碳水化合物,从而加以标记使得可以被免疫系统所破坏。健康的人类细胞具有不同类型的碳水化合物,其对MBL免疫,但是许多癌细胞具有异常的碳水化合物,且与病原体上发现的相似,因此很容易被MBL结合。
癌细胞(红色)被FcMBL涂层珠(灰色)所结合
该研究小组以前曾经开发过一种转基因版本的MBL,其结合部位是与抗体的Fc片段相融合(FcMBL),以此稳定分子。以往的研究表明,当微磁珠涂覆上FcMBL,加到各种病原体中时,FcMBL涂层的磁珠就会附到细胞表面,当施加磁场时,磁珠就会拖着被粘附的细胞流向磁体。
为了评估该系统是否能特异性针对CTC,研究人员将荧光标记的人乳腺癌细胞植入小鼠,并让肿瘤发育28天,然后测试血液中的CTC数量。然后把血与FcMBL涂层的珠子混在一起,通过磁铁把珠子从悬浮液中拉出。Wyss研究所的技术开发研究员、文章第一作者JooKang博士解释说,FcMBL涂层的珠子是不可能与正常细胞结合的,所以当测量比较癌细胞与正常细胞的运动时,癌细胞转移速度应该会更快。
结果,血液中的CTC浓度减少了93%以上,这表明FcMBL能有效地捕获血液中的CTC,即使它们已经发生了转化使EpCAM表达降低。
研究小组随后在六种癌细胞类型中测试了该系统,包括人类非小细胞肺癌、肺癌和胶质母细胞瘤。结果,FcMBL涂层珠能捕获90%以上的所有六种类型的肿瘤细胞,这点与EpCAM的定位方法效果相当,但是,它还能捕获抗EpCAM抗体所不能成功结合的两种类型(肺癌和胶质母细胞瘤)。该研究结果表明,EpCAM标记对某些肿瘤是有用的,但它会随着EpCAM表达量的逐渐降低以及细胞的转移而越来越失去效果。而FcMBL系统既可以被用来作为EpCAM诊断的替代,也可以作为EpCAM停止表达后的后续方法。
研究人员希望继续他们的研究,以进一步提高捕获系统的特异性和有效性。
参考:
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