新技术可检测乳腺癌亚型及早期治疗应答

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— 美国癌症研究学会期刊《 Cancer Research》中的一项研究表明：一种可以测量细胞内代谢活动的成像技术目前可精确地区分乳腺癌亚型，并且在接受治疗之后两天即可检测出对治疗的应答状况。
“靶向药物的研发过程需要经过很多试验来测试药物靶标的亲和力以及预测治疗的反应（或缺如），”美国田纳西州纳什维尔范德堡大学生物医学工程系的一名研究生Alex Walsh说到。“目前我们已知光学代谢成像（OMI）可对药物作用进行快速、敏感以及精确的测量。更重要的是，OMI测量可在活体动物身上反复进行，由此便明显地降低了这些临床前研究的成本。”
人体细胞经过了广泛的被称为“代谢活动”的化学反应从而产生能量，而这一活动在癌细胞内发生了变异。当癌细胞被抗癌药作用时，它们的代谢活动就会发生改变。细胞代谢过程中存在着两种特殊分子，分别称为“烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）”与“黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）”，当特定波长的光线照射细胞时这两种分子会自然地发射出荧光，而OMI的成像的原理正基于此。以这种方式，OMI可针对代谢活动异常的癌细胞及其对药物的反应活动产生一种显著的标记。
Walsh及其同事使用了一种定制的、多光子显微镜并将其与钛-蓝宝石激光器结合在一起，而后者可以使NADH与FAD发出荧光。他们使用了特殊的过滤装置来滤除这两种分子发射出的荧光，测量了两者的比率并称之为“氧化还原反应率”。
当他们将正常的与癌变的乳腺细胞置于显微镜下时，OMI就会针对两中类型的细胞产生特定的信号。此外，利用OMI也可以分别区分出雌激素受体阳性或阴性、HER2阳性或阴性的乳腺癌细胞。
接下来，研究者们分别测试了三类乳腺癌细胞对抗HER2抗体——曲妥珠单抗的不同反应。他们发现，在曲妥珠单抗治疗后那些药物敏感细胞的氧化还原反应率会明显降低，而对于耐药细胞该指标却不受影响。然后他们在小鼠体内培养了人类乳腺肿瘤，并且对其中一些小鼠应用了曲妥珠单抗来治疗。当他们对五只小鼠的肿瘤进行成像时，OMI显示出曲妥珠单抗敏感型和抵抗型细胞的不同反应，而这一现象仅在第一支抗体注射治疗后的第二天便发生了。相比之下，FDG-PET成像这一标准的临床代谢成像技术，在持续12天的试验中却不能在任何一个时间点观测出上述两类细胞的反应有任何的不同。
“抗癌药物对于细胞能量的产生过程有着显著的影响，基于这一现象OMI可以将反应细胞与非反应细胞鉴别开来，”Walsh说到。“我们希望能够研发出一种高效筛选的方法，针对特定的患者来预测出最佳的药物治疗方案。”
研究者称，具有重要意义的是，OMI可以用来观测从患者体内取出的离体新鲜组织。随着研究的进展，OMI可以与内窥镜相结合并观察人体细胞的活动目标影像。