驗血檢查癌症治療是否有效

研究人員手持芯片實驗室

研究人員創造了一種新的血液測試,可以在治療開始後的一天內告訴醫生他們患者的癌症治療是否有效。

這將顯著加快評估過程,並使醫生能夠在必要時調整治療計劃,以提高患者康復的機會。

與乾擾所有快速分裂細胞並對細胞造成廣泛損傷的傳統化學療法不同,靶向藥物攻擊特定分子,這些分子指導癌細胞生長和擴散,進而阻止癌症的異常生長。 儘管靶向藥物具有特定性質,但目前對其治療實體瘤的臨床評估主要依賴於不敏感和延遲的腫瘤體積成像或侵入性組織活檢。

新加坡國立大學 (NUS) 生物醫學工程系和健康創新與技術研究所 (iHealthtech) 的邵慧琳和她的研究團隊開發了一種準確、微創並顯著提高評估窗口的技術,通過使用液體活檢。

該技術被稱為小分子化學佔據和蛋白質表達的細胞外囊泡監測 (ExoSCOPE),是世界上同類技術中的首創。 它利用 細胞外囊泡 (EV) 由癌細胞分泌並在血液中循環,作為實體瘤藥物有效性的反映指標。


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“常規程序,例如 腫瘤成像 不僅貴,而且延遲。 對於這些方法,治療效果只能在數週後確定。 使用 ExoSCOPE,我們可以在治療開始後 24 小時內直接測量藥物有效性的結果。 這將顯著減少癌症治療監測的時間和成本,”邵說。

“這種方法只需要少量的血液樣本進行分析,每次測試只需不到一小時即可完成。 因此,它的侵入性較小,但信息量更大。 通過這種方式,醫生可以在治療過程中更經常地監測患者對治療的反應,並及時調整以定制治療以獲得更好的結果。”

為了通過血液樣本對藥物功效進行靈敏、快速的分析,研究人員開發了 ExoSCOPE 作為集成的納米技術平台。 它測量 EV,這是一種膜囊泡,其尺寸至少比人類頭髮的直徑小一百倍,在傳統光學顯微鏡下是不可見的。 在成功的癌症治療過程中,當靶向癌症 藥物 附著在癌細胞上並干擾腫瘤生長,被處理的細胞將釋放到含有藥物的血流中。

ExoSCOPE 平台利用化學生物學和傳感器開發的互補方法來測量 EV 中這些微妙的藥物變化。

“目前測量藥物-靶標相互作用的技術需要復雜的處理和侵入性組織活檢,限制了它們在癌症治療監測中的臨床應用。 通過使用專門設計的化學探針,我們的平台在捕獲和標記小血樣中的 EV 以評估藥物與靶標相互作用方面具有高度敏感性,”新加坡國立大學 iHealthtech 研究員、該論文的共同第一作者 Sijun Pan 說。學習。

“ExoSCOPE 傳感器包含數百萬個金納米環,用於捕獲 EV 並放大其藥物標記信號以誘導強光信號。 然後處理這些光信號以給出指示藥物有效性的讀數,”共同第一作者、生物醫學工程系和 iHealthtech 的博士生張燕說。

使用開發的 ExoSCOPE 平台,該團隊收集了有關不同類型 EV 及其藥物變化的信息,這些信息在接受各種靶向治療後。 該平台不僅可以識別癌症釋放的 EV,還可以監測它們隨時間的藥物動態,以準確區分治療敏感性和耐藥性。

“現有的血液藥代動力學或藥效學方法測量血液中的總藥物濃度。 這種整體信息並不反映藥物在腫瘤中的功效。 然而,ExoSCOPE 測量癌症釋放的 EV 中的藥物變化,以準確反映腫瘤治療反應,”邵解釋說。

在一項涉及 163 名患者的 106 份血液樣本的臨床試驗中,ExoSCOPE 在肺癌患者身上顯示出令人鼓舞的結果,能夠及時評估患者的靶向治療結果。 與在整個治療方案結束時進行的腫瘤體積成像黃金標準相比,ExoSCOPE 實現了 95% 的準確率,但在治療開始後的 24 小時內。

該技術卓越的分析性能為使用血源性 EV 監測藥物與人體內蛋白質靶標之間的不同相互作用鋪平了道路。

“ExoSCOPE 代表了基於血液的藥物評估範式轉變,用於靶向藥物選擇和實時治療監測,”邵說。 “該技術還可以使臨床社區能夠做出更及時的治療決策。”

九人團隊用了兩年時間(從 2019 年到 2021 年)來開發和驗證 ExoSCOPE 平台。 他們的下一個挑戰是擴展平台以測量不同藥物的功效,並將該技術應用於從癌症到心血管和神經系統疾病的一系列疾病。 ExoSCOPE 已申請專利,研究團隊希望在未來三年內將這項技術推向市場。

“我希望我們的技術可以為 個性化治療,指導不同治療的選擇、劑量和持續時間,並改善治療結果,”邵說。

這項研究發表在期刊上 自然納米技術.

資源: 新加坡國立大學

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新加坡國立大學

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