癌症早筛新高度,精度小至4毫米!Nature子刊重大发现:免疫细胞或用于癌症早筛大有可为!

文 / 基因谷
2019-03-23 08:27

我们都知道,癌症难以治愈且治疗费用昂贵,所以除了遵循健康的生活方式外,癌症早筛也非常重要,及早发现癌症才能实现成功治疗。

除常规筛查外,目前流行的无创癌症早筛方法有液体活检。因为,随着癌细胞的快速生长,一小部分癌细胞DNA(ctDNA)会脱落进入血液循环中。所以,理论上抽取血液就能够检测到癌细胞的这些“碎片”。

但事实上ctDNA在血液中并不富集,因此绝大多数时候液体活检并不能捕获足量ctDNA,尤其在癌症早期相对较小的时候就更是如此。

为解决这个难题,美国斯坦福大学医学院的Sanjiv Gambhir博士团队对免疫细胞中的巨噬细胞进行改造,成功在小鼠肿瘤模型中实现肿瘤细胞的早期检测和跟踪标记。

这或将是首个“免疫早筛”的动物实例!

同癌症免疫疗法一样,Sanjiv Gambhir博士团队的“免疫早筛”也是利用机体自身的免疫细胞。这项技术或将成为癌症早期筛查的全新手段,相关研究于3月18日最新发表在国际知名学术期刊Nature Biotechnology上。

研究团队一开始的想法很简单,如果早期癌症人体并不会有明显的指征,那我们是否能够强迫人体作出指示呢?能否像免疫疗法一样,利用自身的免疫细胞对癌细胞作出预警呢?而后,他们将研究集中在了奋战在绝大多数实体瘤一线的巨噬细胞上。

单个巨噬细胞

他们利用了巨噬细胞的天然优势。巨噬细胞在执行免疫功能时基因水平会产生变化。当巨噬细胞检测到肿瘤细胞时,相关基因启动子会被唤醒,从而激活巨噬细胞吞噬功能失常或死亡的细胞。

研究团队对巨噬细胞的这一过程进行了强化,他们将肿瘤相关启动子整合到巨噬细胞新的基因中,一旦巨噬细胞检测到可疑细胞,这些新的基因就会开启,并在血液或尿液中发出临床能够检测到的信号。

不仅如此,在他们的改造下,新的基因启动子能激发分子标记物荧光素酶(Gaussia luciferase)的表达,而这种荧光素酶在特定化学环境下会发光。

改造过程

巨噬细胞经过修饰后可以在机体内巡视癌细胞,并且在发现可疑情况时通过血液和尿液发送信号。研究人员在肿瘤小鼠模型中对这种改良的巨噬细胞进行了检测,他们证实,3的肿瘤。

早期这么小的肿瘤所产生ctDNA并不足以支持肿瘤无创液体活检,而标准的影像学癌症检测手段——PET扫描,其灵敏度仅足以发现直径为8毫米的肿瘤。

利用巨噬细胞早筛特异性和敏感性均明显更高

目前,这项技术可用于检测直径小至4毫米大小的肿瘤,不仅超过PET和cfDNA检测,还优于许多最先进的早期肿瘤检测技术。更重要的是,在敏感性上更是大大超过现有的癌症生物标志物。

尤其值得注意的是,这项技术不仅限于肿瘤细胞的监测,还可用于指示其他类型的疾病,如多发性硬化或慢性炎症等。

而对于巨噬细胞是否偶然发现了肿瘤,研究人员表示,可以在血液或尿液样本中添加荧光素酶作用物进行验证,通过判断荧光素酶是否发光,可以用来证实巨噬细胞是否激活了肿瘤相关基因。

Sanjiv Gambhir博士表示,他们将继续开展研究,在其他类型的癌症或者动物模型中验证这种检测技术的有效性。

参考资料

Engineered immune cells as highly sensitive cancer diagnostics