早期發(fā)現癌癥是成功治療癌癥的關(guān)鍵。我們知道，隨著(zhù)腫瘤的生長(cháng)，它們的一小部分DNA會(huì )脫落并漂浮在血液中，也就是現在熱門(mén)的“循環(huán)腫瘤DNA”。從理論上來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單抽血應該能夠檢測到癌變的跡象。然而，這些來(lái)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(huì )非常小，特別是在腫瘤早期階段。
“我們多年來(lái)一直在研究早期癌癥診斷，但這次我們從另一個(gè)角度進(jìn)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(méi)有給足夠的信號表明癌癥的存在，我們能否‘強迫’免疫細胞發(fā)出可檢測的信號？”
沿著(zhù)這個(gè)思路，Gambhir和他的團隊利用了一種特殊的免疫細胞亞群——巨噬細胞，這種免疫細胞會(huì )自然地搜尋身體中受損或功能失調的細胞。他們將巨噬細胞基因工程化操作，讓其轉變?yōu)?ldquo;線(xiàn)人”，來(lái)檢測和標記小鼠體內的癌癥。結果發(fā)現，該技術(shù)的表現超過(guò)了一些最先進(jìn)的早期腫瘤檢測方法。
3月18日，發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一篇論文詳細介紹了這項研究的結果。研究人員希望這項技術(shù)可以用于人類(lèi)早期癌癥診斷。
將巨噬細胞變?yōu)?ldquo;線(xiàn)人”
具體來(lái)說(shuō)，包括巨噬細胞在內的許多免疫細胞在準備執行免疫功能時(shí)，會(huì )在基因水平發(fā)生改變。當巨噬細胞與腫瘤環(huán)境接觸時(shí)，某些基因會(huì )啟動(dòng)，幫助激活巨噬細胞的主要功能：吞噬功能失?；蛩劳龅募毎?。Gambhir正是利用了這一過(guò)程。
每個(gè)基因都含有一種叫做啟動(dòng)子的東西，啟動(dòng)子是啟動(dòng)基因激活的DNA序列。一旦啟動(dòng)子被激活（在本例中，通過(guò)巨噬細胞對腫瘤細胞的檢測），基因的其余激活過(guò)程就會(huì )繼續，基因就會(huì )完全發(fā)揮功能。
當巨噬細胞檢測到可疑細胞時(shí)，Gambhir和他的團隊能夠重新利用基因的啟動(dòng)子。該團隊正在將這些與腫瘤相關(guān)的啟動(dòng)子整合到新基因中，這些新基因在開(kāi)啟時(shí)會(huì )發(fā)出可以在血液或尿液中看到的信號。
Gambhir說(shuō)，“這種分子標記被稱(chēng)為高斯熒光素酶，在某些化學(xué)條件下，它會(huì )發(fā)光。所以我們的想法是，我們挑選一個(gè)巨噬細胞感知到腫瘤細胞時(shí)激活的基因，我們把這個(gè)基因的啟動(dòng)子與高斯熒光素酶聯(lián)系起來(lái)，最后，我們把它整合到巨噬細胞中。”
這些經(jīng)過(guò)重新設計的免疫細胞可以以它們往常的方式在體內漫游，只不過(guò)，現在它們發(fā)現了一個(gè)受損的細胞會(huì )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(shí)的乳腺癌。
在腫瘤的這個(gè)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(shuō)，PET掃描是一種標準的基于圖像的癌癥檢測方法，它的靈敏度僅夠發(fā)現直徑8毫米的腫瘤。
Gambhir說(shuō)，在不久的將來(lái)，他計劃繼續在其他類(lèi)型的癌癥和動(dòng)物模型中測試這種檢測方法。同樣地，將這種方法改進(jìn)為只針對腫瘤細胞，而不是針對其他類(lèi)型受損的細胞。這項技術(shù)還可以用于檢測癌癥之外的其他疾病，并有可能標記其他疾病，如多發(fā)性硬化癥或慢性炎癥。
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