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细胞外囊泡的蛋白质组学方法用于癌症的液体活检

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发表于 2021-4-16 19:31:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
科学家开发了基于细胞外囊泡的蛋白质组学方法用于癌症的液体活检
​癌症发现越早,越容易成功地进行治疗,因此癌症研究的主要目标是开发新的方法,在肿瘤开始扩散之前及早发现。液体活检是目前正在研究的方法。液体活检旨在通过检测血液样本中的生物标志物(肿瘤释放到血液中的物质)来发现和诊断人体中的癌症。
在2020年8月13日发表的一项研究中,由纪念斯隆-凯特琳(MSK)癌症中心和康奈尔大学的合作者在Cell杂志中发表的研究中,研究人员发现,由肿瘤释放的称为EVP(细胞外囊泡和颗粒)的微小物质可以在早期阶段检测多种不同类型的癌症,并作为生物标志物。
该研究的共同通讯作者William Jarnagin说:“癌症医学中的一项重大任务就是根据血液诊断患者是否具有早期癌症。” “这项研究是一项原理循证研究,在将其用作筛查工具之前,需要做更多的工作。但是最终,如果我们能够使用这种方法在患者出现症状之前就发现癌症,那将是很棒的。”
不同类型的生物标志物
以前,有关液体活检的许多工作都集中在检测和分析癌细胞释放到血液中的癌基因物质。这些用于液体活检中的一些物质,已被批准为监测治疗并用于评价癌症患者是否需要靶向治疗的工具。使用液体活检作为筛查工具来检测先前未被诊断的癌症仍在实验中。
这项新的研究重点不是分析基因,而是检测EVP中包含的蛋白质。康奈尔大学科学家David Lyden是该论文的另一位通讯作者,他是EVP领域的先驱科学家。Lyden发现,肿瘤可能释放EVP,以此作为向其他部位扩散癌细胞的一种方式。
研究人员说,关注EVPs中的蛋白质,而不是癌基因,一个潜在优势是,EVPs蛋白质可以表征在肿瘤周围区域(称为肿瘤微环境)中发现的不同类型的细胞。此外,EVPs蛋白质可以帮助检测其他组织的变化,例如免疫器官。
基于机器学习的数据处理
这项研究着眼于EVP是否在癌症筛查中有用。研究人员收集了癌症患者的血液和组织,以及一些来自细胞系和小鼠模型的样本。该研究包括来自18种不同癌症的样本,包括乳腺癌、结肠癌和肺癌,这些癌症患者主要来自MSK。对照组的样本是未患有癌症的人群。
一种计算生物学方法被用来使特定的EVP蛋白特征与某些类型的癌症相匹配。
Jarnagin博士说:“从这类研究中获得的信息量是巨大的,这是大量的数据。” “您确实需要高吞吐量的计算机程序和机器学习,才能对所有内容进行分类。”
建立计算方法后,研究团队发现计算机可以从样本中识别出不同类型的癌症,其敏感性为95%(意味着95%的病例是癌症),特异性为90%(意味着它鉴定出的癌症中有10%被证明是假阳性)。
Jarnagin博士说:“即使这项测试成为标准,我们仍然必须进行CT和MRI扫描以确认肿瘤所在的位置。”“但是,如果您使用血液检查来发现谁可能患有某种类型的癌症,那将是一个巨大的进步,因为我们可以针对这些高风险患者进行筛查。”
他补充说,如果这种液体活检被证明在临床有效,那么在监测已经被诊断为癌症的人的治疗反应中也很有用。这也可能是一个很好的工具,可以在患者接受治疗后对其进行监测,以判断他们的是否还存在肿瘤,即使在影像学扫描中已经看不到了。
下一步的计划
与使用液体活检来监测已知的癌症相比,使用液体活检来检测是否具有癌症要面临更大的挑战。目前,该团队专注于下一步:通过EVP验证他们的实验室检测结果是否可以与其他患者一起使用。验证过程的一部分将在没有癌症但由于家族病史或BRCA基因等已知某些基因突变而导致患病风险增加的人群中测试这种方法。标准诊断方法将用作验证过程中的比较。
Jarnagin博士解释说,将来,液体活检对于诊断目前尚未建立筛查方法的癌症尤其重要,比如肝癌和胰腺癌。
康奈尔大学的Lyden博士说:“这些癌症很少能够在早期被发现,尽早治疗可能会改善这类患者的预后。”

参考文献:Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers. Cell, 2020, 182(4):1044-1061.


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