一項(xiàng)新的研究顯示，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療后，患者的生存率與腫瘤細(xì)胞質(zhì)量的變化之間存在著聯(lián)系。 麻省理工學(xué)院和Dana-Farber癌癥研究所的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新的方法來確定個(gè)別患者是否會(huì)對特定的癌癥藥物產(chǎn)生反應(yīng)。這種測試可以幫助醫(yī)生為那些對通常用于治療癌癥的療法沒有反應(yīng)的患者選擇替代療法。

麻省理工學(xué)院和Dana-Farber癌癥研究所的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新的方法來確定個(gè)別癌癥患者是否會(huì)對某種特定藥物產(chǎn)生反應(yīng)。他們的方法包括將細(xì)胞暴露在藥物中，然后用一個(gè)類似于圖中的裝置測量其質(zhì)量的變化。

生物工程系和機(jī)械工程系的David H. Koch工程教授、Koch綜合癌癥研究所成員Scott Manalis說，這項(xiàng)新技術(shù)涉及從患者身上切除腫瘤細(xì)胞，用藥物治療細(xì)胞，然后測量細(xì)胞的質(zhì)量變化，可以應(yīng)用于各種癌癥和藥物治療。

基本上所有臨床上使用的癌癥藥物都直接或間接地阻止了癌細(xì)胞的生長。這就是為什么他們認(rèn)為測量質(zhì)量可以為許多不同類型的藥物機(jī)制的效果提供一個(gè)普遍的讀數(shù)。這項(xiàng)新研究的重點(diǎn)是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，一種侵襲性的腦癌，是科赫研究所和丹娜法伯精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)項(xiàng)目合作的一部分，目的是尋找新的生物標(biāo)志物和癌癥診斷測試。

Manalis和達(dá)納·法伯患者衍生模型中心主任、哈佛醫(yī)學(xué)院副教授Keith Ligon是這項(xiàng)研究的資深作者，該研究發(fā)表于2021年10月5日的《細(xì)胞報(bào)告》上。該論文的主要作者是Max Stockslager SM '17, PhD '20和Dana-Farber研究技術(shù)人員Seth Malinowski。

測量癌細(xì)胞的重量

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤每年約有13000名美國人被診斷出患有這種疾病，它是不治之癥，但輻射和藥物治療可以幫助延長患者的預(yù)期壽命。大多數(shù)人的存活時(shí)間不超過一到兩年。"對于這種疾病，你沒有太多的時(shí)間來做調(diào)整。所以，如果你服用了六個(gè)月的無效藥物，那是相當(dāng)重要的，"Ligon說。"這種檢測方法可以幫助加快每個(gè)病人的學(xué)習(xí)過程，并幫助決策。"

被診斷為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的病人通常被給予一種叫做替莫唑胺(TMZ)的化療藥物。然而，這種藥物只對大約50%的患者有幫助。

目前，醫(yī)生可以使用一種遺傳標(biāo)記--一種名為MGMT的基因的甲基化--來預(yù)測患者是否會(huì)對TMZ治療產(chǎn)生反應(yīng)。擁有這種標(biāo)記的患者通常對該藥物的反應(yīng)更好。然而，由于其他遺傳因素的存在，該標(biāo)記并不能為所有患者提供可靠的預(yù)測。Ligon說，對于那些對TMZ沒有反應(yīng)的患者，有少數(shù)替代藥物可用，或者患者可以選擇參加臨床試驗(yàn)。

近年來，Manalis和Ligon一直在研究一種預(yù)測患者反應(yīng)的新方法，這種方法是基于測量腫瘤細(xì)胞對治療的反應(yīng)，而不是基因組特征。這種方法被稱為功能性精準(zhǔn)醫(yī)療。功能精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)背后的想法是，對于癌癥，可以采取病人的腫瘤細(xì)胞，給他們病人可能得到的藥物，并預(yù)測會(huì)發(fā)生什么，然后再給病人服用。

科學(xué)家們正在研究許多不同的功能性精準(zhǔn)醫(yī)療方法，而馬納里斯和Ligon一直在研究的一項(xiàng)技術(shù)是測量藥物治療后發(fā)生的細(xì)胞質(zhì)量變化。該方法是基于馬納里斯實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，通過讓單細(xì)胞流經(jīng)振動(dòng)的微通道，以極高的精度對其進(jìn)行稱重。

幾年前，Manalis、Ligon和他們的同事證明了他們可以使用這種技術(shù)來分析兩種類型的癌癥，即膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和急性淋巴細(xì)胞白血病，對治療的反應(yīng)。這一結(jié)果是基于在藥物治療后多次測量單個(gè)細(xì)胞，使研究人員能夠計(jì)算出它們的生長速度在治療后如何變化。他們表明，這一統(tǒng)計(jì)數(shù)字，即他們所稱的質(zhì)量積累率(MAR)，能有力地預(yù)測細(xì)胞是否對某種特定藥物敏感。

使用他們在2016年開發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)的高通量版本，他們可以用每個(gè)病人的100個(gè)細(xì)胞計(jì)算出一個(gè)準(zhǔn)確的MAR。然而，MAR技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是，細(xì)胞必須在系統(tǒng)中停留幾個(gè)小時(shí)，因此可以反復(fù)稱重，以便計(jì)算出一段時(shí)間的增長率。

在他們的新研究中，研究人員決定看看一種更簡單和明顯更快的方法：測量藥物治療和未治療的癌細(xì)胞之間的單細(xì)胞質(zhì)量分布的細(xì)微變化是否能夠預(yù)測病人的生存。他們用一組來自69名患者的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤活體細(xì)胞進(jìn)行了一項(xiàng)回顧性研究，這些細(xì)胞被捐贈(zèng)給Ligon實(shí)驗(yàn)室和Dana-Farber患者衍生模型中心，并利用它們來培養(yǎng)球狀組織。分離細(xì)胞后，研究人員用TMZ處理它們，然后在幾天后測量它們的質(zhì)量。

他們發(fā)現(xiàn)，通過簡單地測量治療前后的細(xì)胞質(zhì)量差異，每個(gè)病人樣本使用少至2,000個(gè)細(xì)胞，他們可以準(zhǔn)確預(yù)測病人是否對TMZ有反應(yīng)。

更好的預(yù)測

研究人員表明，他們的質(zhì)量測量與MGMT甲基化標(biāo)記物一樣準(zhǔn)確，但質(zhì)量測量有一個(gè)額外的優(yōu)勢，即它可以在遺傳標(biāo)記物不能顯示TMZ易感性的患者身上發(fā)揮作用。對于許多其他類型的癌癥，沒有生物標(biāo)志物可以用來預(yù)測藥物反應(yīng)。

"大多數(shù)癌癥根本就沒有可以使用的基因組標(biāo)記物。"Manalis說："我們所主張的是，這種功能性方法可以在其他情況下發(fā)揮作用，在這些情況下你沒有任何基因組標(biāo)記物的選擇。"

因?yàn)樵摐y試通過測量質(zhì)量的變化來工作，所以它可以用來觀察許多不同類型的癌癥藥物的效果，無論其作用機(jī)制如何。TMZ通過阻止細(xì)胞周期發(fā)揮作用，這導(dǎo)致細(xì)胞變得更大，因?yàn)樗鼈儾荒茉龠M(jìn)行分裂，但它們?nèi)匀辉谠黾淤|(zhì)量。其他癌癥藥物通過干擾細(xì)胞的新陳代謝或破壞其結(jié)構(gòu)來發(fā)揮作用，這也會(huì)影響細(xì)胞質(zhì)量。

研究人員的長期希望是，這種方法可以用來在單個(gè)病人的細(xì)胞上測試幾種不同的藥物，以預(yù)測哪種治療對該病人最有效。

"理想情況下，我們會(huì)測試病人最有可能得到的藥物，但我們也會(huì)測試作為備用計(jì)劃的東西：一線、二線和三線療法，或不同的藥物組合，"Ligon說，他還擔(dān)任布里格姆婦女醫(yī)院的神經(jīng)病理學(xué)主任和波士頓兒童醫(yī)院的病理學(xué)顧問。

Manalis和Ligon共同創(chuàng)辦了一家名為Travera的公司，該公司已經(jīng)獲得了這項(xiàng)技術(shù)的授權(quán)，目前正在收集來自幾種不同類型癌癥的患者樣本數(shù)據(jù)，希望開發(fā)出可用于幫助患者的臨床驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)室測試。

關(guān)鍵詞： 重癌癥細(xì)胞 藥物 個(gè)性化 治療決策