膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種侵襲性腦腫瘤，通常通過有風(fēng)險的侵入性手術(shù)活檢進(jìn)行診斷。由圣路易斯華盛頓大學(xué)的 Hong Chen 領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員開發(fā)了一種無創(chuàng)診斷方法，有朝一日可能會用簡單的血液檢測代替組織活檢。
陳，麥凱維工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授，醫(yī)學(xué)院放射腫瘤學(xué)副教授;Eric Leuthardt，醫(yī)學(xué)博士，華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科教授和 McKelvey Engineering 生物醫(yī)學(xué)工程教授;該團(tuán)隊在小型和大型動物模型中測試了該方法，并發(fā)現(xiàn)通過簡單的血液樣本顯著提高了腦腫瘤的檢測和診斷靈敏度。該研究的結(jié)果于2021 年 11 月 10 日在線發(fā)表在Theranostics 上。
這種方法被稱為聲活檢，它使用聚焦超聲來靶向大腦深處的腫瘤。一旦定位，研究人員將微泡注入血液中，這些微泡到達(dá)超聲波靶向組織并產(chǎn)生脈動，從而安全地打開血腦屏障。臨時開口允許來自腫瘤的生物標(biāo)志物，例如 DNA、RNA 和蛋白質(zhì)，穿過血腦屏障并釋放到血液中。
Chen、Leuthardt 和團(tuán)隊多年來一直致力于他們的聚焦超聲液體活檢(聲活檢)方法，首先在小鼠中進(jìn)行可行性研究，然后進(jìn)行安全評估研究，最近又在豬身上進(jìn)行了另一項研究。雖然基于血液的液體活檢已用于患有其他癌癥的人類患者以進(jìn)行個性化醫(yī)療，但將該方法擴(kuò)展到人類腦癌的進(jìn)展受到限制。
在這項新研究中，包括第一作者、陳超聲實(shí)驗室生物醫(yī)學(xué)工程博士生 Christopher Pacia 在內(nèi)的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，超聲活檢方法提高了對膠質(zhì)母細(xì)胞瘤小鼠模型 EGFRvIII 中高表達(dá)基因的檢測。接受超聲活檢的組的血流中循環(huán)的 EGFRvIII DNA 水平是接受常規(guī)血液液體活檢組的 920 倍。此外，超聲活檢后檢測到的另一種循環(huán)腫瘤遺傳標(biāo)記 TERT C228T ctDNA 高 10 倍。此外，該方法將 EGFRvIII 的診斷靈敏度從 7.14% 提高到 64.71%，將 TERT C228T 的診斷靈敏度從 14.29% 提高到 45.83%。研究小組發(fā)現(xiàn)，超聲活檢后感興趣的腫瘤區(qū)域的組織損傷沒有增加。
在豬模型中，超聲活檢將 EGFRvIII ctDNA 的檢測提高了 270 倍，并將 TERT ctDNA 的水平提高了 9 倍。它將 EGFRvIII 的診斷靈敏度從 28.57% 提高到 100%，將 TERT C228T 的診斷靈敏度從 42.86% 提高到 71.43%。沒有發(fā)現(xiàn)明顯的組織損傷。
“我們的研究表明，超聲活檢豐富了血漿中的腫瘤特異性 ctDNA，并提高了對兩種膠質(zhì)母細(xì)胞瘤表型的檢測靈敏度，而不會帶來顯著的安全風(fēng)險，”陳說。“聲活檢與先進(jìn)的血液分析檢測相結(jié)合，有望提供微創(chuàng)、時空控制和靈敏的腦癌診斷。”
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