早期發(fā)現(xiàn)癌癥是成功治療癌癥的關(guān)鍵。我們知道，隨著腫瘤的生長，它們的一小部分DNA會脫落并漂浮在血液中，也就是現(xiàn)在熱門的“循環(huán)腫瘤DNA”。從理論上來說，簡單抽血應(yīng)該能夠檢測到癌變的跡象。然而，這些來源于腫瘤的DNA并不充足，所以在血液或尿液樣本中能夠檢測到腫瘤機會非常小，特別是在腫瘤早期階段。
“我們多年來一直在研究早期癌癥診斷，但這次我們從另一個角度進行了研究，”斯坦福大學(xué)癌癥早期檢測加那利中心(Canary Center for cancer early Detection)主任、放射學(xué)教授兼主席Sanjiv S. Gambhir博士表示，“如果人體沒有給足夠的信號表明癌癥的存在，我們能否‘強迫’免疫細(xì)胞發(fā)出可檢測的信號？”
沿著這個思路，Gambhir和他的團隊利用了一種特殊的免疫細(xì)胞亞群——巨噬細(xì)胞，這種免疫細(xì)胞會自然地搜尋身體中受損或功能失調(diào)的細(xì)胞。他們將巨噬細(xì)胞基因工程化操作，讓其轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;線人”，來檢測和標(biāo)記小鼠體內(nèi)的癌癥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的表現(xiàn)超過了一些最先進的早期腫瘤檢測方法。
3月18日，發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一篇論文詳細(xì)介紹了這項研究的結(jié)果。研究人員希望這項技術(shù)可以用于人類早期癌癥診斷。
將巨噬細(xì)胞變?yōu)?ldquo;線人”
具體來說，包括巨噬細(xì)胞在內(nèi)的許多免疫細(xì)胞在準(zhǔn)備執(zhí)行免疫功能時，會在基因水平發(fā)生改變。當(dāng)巨噬細(xì)胞與腫瘤環(huán)境接觸時，某些基因會啟動，幫助激活巨噬細(xì)胞的主要功能：吞噬功能失常或死亡的細(xì)胞。Gambhir正是利用了這一過程。
每個基因都含有一種叫做啟動子的東西，啟動子是啟動基因激活的DNA序列。一旦啟動子被激活（在本例中，通過巨噬細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的檢測），基因的其余激活過程就會繼續(xù)，基因就會完全發(fā)揮功能。
當(dāng)巨噬細(xì)胞檢測到可疑細(xì)胞時，Gambhir和他的團隊能夠重新利用基因的啟動子。該團隊正在將這些與腫瘤相關(guān)的啟動子整合到新基因中，這些新基因在開啟時會發(fā)出可以在血液或尿液中看到的信號。
Gambhir說，“這種分子標(biāo)記被稱為高斯熒光素酶，在某些化學(xué)條件下，它會發(fā)光。所以我們的想法是，我們挑選一個巨噬細(xì)胞感知到腫瘤細(xì)胞時激活的基因，我們把這個基因的啟動子與高斯熒光素酶聯(lián)系起來，最后，我們把它整合到巨噬細(xì)胞中。”
這些經(jīng)過重新設(shè)計的免疫細(xì)胞可以以它們往常的方式在體內(nèi)漫游，只不過，現(xiàn)在它們發(fā)現(xiàn)了一個受損的細(xì)胞會發(fā)出信號。Gambhir和他的團隊在乳腺癌模型小鼠身上測試了這一巨噬細(xì)胞，并能夠從小瓶血液或尿液中檢測出腫瘤直徑只有4毫米時的乳腺癌。
在腫瘤的這個早期階段，新的免疫診斷方法優(yōu)于其他癌癥檢測方法。比如說，PET掃描是一種標(biāo)準(zhǔn)的基于圖像的癌癥檢測方法，它的靈敏度僅夠發(fā)現(xiàn)直徑8毫米的腫瘤。
Gambhir說，在不久的將來，他計劃繼續(xù)在其他類型的癌癥和動物模型中測試這種檢測方法。同樣地，將這種方法改進為只針對腫瘤細(xì)胞，而不是針對其他類型受損的細(xì)胞。這項技術(shù)還可以用于檢測癌癥之外的其他疾病，并有可能標(biāo)記其他疾病，如多發(fā)性硬化癥或慢性炎癥。
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