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癌症诊断技术新进展!

来源:本站原创 2019-08-28 22:56

本文中,小编整理了多篇研究成果,共同阐述科学家们在癌症诊断技术研究上取得的新进展,分享给大家!

图片来源:Nature

【1】Nature:开发基于DNA包装的新型血检可检测多种癌症

doi:10.1038/s41586-019-1272-6

近日,来自约翰霍普金斯大学Kimmel癌症中心的研究人员开发了一种简单的新型血液检测方法,通过发现癌细胞脱落的DNA碎片在血液中循环的独特模式,可以检测七种不同类型癌症的存在。在这项概念验证研究种,这种称为DELFI (DNA evaluation of fragments for early interception)的测试准确地检测出了57%到超过99%的患者的血液样中癌症DNA的存在,包括美国、丹麦和荷兰208名不同阶段的乳腺癌、大肠癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃或胆管癌患者。

DELFI在215名健康人的血液样本测试中也表现良好,只有4例被误诊为癌症。该测试使用机器学习来识别癌症患者血液中DNA片段的异常模式。研究人员说,通过研究这些模式,他们可以在多达75%的病例中确定癌症组织的起源,相关研究结果刊登在国际杂志Nature上。

【2】PNAS:检测染色体的平衡有助于癌症恶化的诊断

doi:10.1073/pnas.1902645116

大多数人类细胞有23对染色体。任何与这个数字的偏差对于细胞都是致命的,并且一些遗传性疾病,例如唐氏综合症,是由染色体的异常数量引起的。几十年来,生物学家也已经知道癌细胞通常具有太少或太多的一些染色体拷贝,这种状态称为非整倍性。在一项关于前列腺癌的新研究中,研究人员发现,更高水平的非整倍性导致患者的致死率更高。

研究结果表明,可以更准确地预测患者的预后,并可用于提醒医生哪些患者可能需要更积极地治疗。 “对我来说,这里令人兴奋的机会是能够为治疗提供信息,因为前列腺癌是一种普遍存在的癌症,”作者说道,相关结果发表在最近的PNAS杂志上。当细胞在细胞分裂过程中排序染色体时出现错误,就会发生非整倍性。当胚胎细胞中出现非整倍性时,它几乎总是对生物体致命。对于人类胚胎,任何染色体的额外拷贝都是致命的,但21号染色体除外,它产生唐氏综合症;染色体13和18,导致称为Patau和Edwards综合征的发育障碍;和X和Y性染色体。性染色体的额外拷贝可引起各种疾病,但通常不致死。

【3】Nat Biotechnol:重大突破!重编程巨噬细胞作为传感器实现癌症等多种疾病的检测!

doi:10.1038/s41587-019-0064-8

内源性生物标记物仍然是许多疾病早期诊断的指标,但是许多标记物缺乏有效指导疾病控制的敏感性和特异性,这使得疾病早期诊断以及对疾病进展的监控和治疗成为了难题。为了解决这个问题,近日来自美国斯坦福大学医学院的研究人员在生物工程系、放射科、分子影像科的Sanjiv S. Gambhir教授的带领下开发了一种基于细胞的体内生物传感器,可以实现高敏感性的肿瘤早期诊断

研究人员将巨噬细胞进行了基因工程化操纵,将荧光素酶的表达和精氨酸酶-1启动子的激活结合在一起,使得这些巨噬细胞可以感知M2型肿瘤相关代谢谱产生荧光素酶。细胞构建成功之后,研究人员将这些细胞回输到结直肠癌和乳腺癌的小鼠模型中,结果发现这些巨噬细胞可以迁移到肿瘤部位,激活精氨酸酶-1的表达,这使得研究人员可以通过生物发光成像以及检测血液中的荧光素酶的含量来诊断肿瘤

【4】Nat Biotechnol:一种新型测序技术或能高效检测癌症相关的DNA修饰

doi:10.1038/s41587-019-0041-2

近日,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自美国路德维希癌症研究所的科学家们通过研究开发了一种新方法来检测细胞中DNA的化学修饰,这种表观遗传学标记的修饰方式或能帮助控制基因表达以及其在基因组中的异常分布;研究者将这种方法命名为TAPS(TET-assisted pyridine borane sequencing,TET辅助的吡啶硼烷测序法),这种方法的是一种破坏性较小,能有效替代亚硫酸氢盐测序法,后者是当前绘制DNA表观遗传学修饰的金标准。

研究者Chunxiao Song表示,TAPS能够直接替代标准的亚硫酸氢盐测序法,其能够使得DNA表观遗传测序变得更加便宜,而且更容易且更广泛地进行学术研究和临床应用。一种表观遗传学修饰会将化学基团吸附到DNA的四个碱基中的一个上面,这些标记并不会改变DNA序列,但却会影响基因的开启或关闭,其中最常见的两种修饰包括将甲基集团和羟甲基基团添加到胞嘧啶上产生5-甲基胞嘧啶(5mC)和5-羟甲基胞嘧啶(5hmC),5mC和5hmC的异常丰度都是癌症发生的典型标志。

【5】Nature:重磅!开发出cfMeDIP–seq技术,最低仅需1ng血浆cfDNA就可检测早期癌症

doi:10.1038/s41586-018-0703-0

在一项新的研究中,在加拿大玛嘉烈公主癌症中心研究员Daniel De Carvalho博士的领导下,一个研究团队以血液样本作为测试对象,将“液体活检”、甲基化分析和机器学习相结合,开发出一种灵敏的基于免疫沉淀的测试方法来分析少量血浆循环游离DNA中的甲基化组(methylome),从而能够在癌症的最早阶段检测它,并对它进行分类。这种测试方法称为游离甲基化DNA免疫沉淀高通量测序,用于在不使用亚硫酸盐的情形下对血浆cfDNA进行全基因组甲基化分析,相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示,这些研究人员不仅描述了一种检测癌症的方法,而且还有望能够早在症状出现之前,也是癌症更容易被治疗的时候,更早地发现它。我们对这个阶段的发现感到非常兴奋。癌症的一个主要问题是如何尽早地发现它。如何在血液中找到十亿分之一的癌症特异性突变,尤其是在早期阶段,简直是'大海捞针'。这是因为早期阶段,血液中的肿瘤DNA含量是最低的。

图片来源:ifpnews.com

【6】Nat Commun:开发出一种高效诊断多种癌症亚型的新技术

doi:10.1038/s41467-019-09374-9

近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自澳大利亚加文医学研究所的科学家们通过研究开发了一种潜在的诊断方法,其或能对癌症样本中的融合基因(fusion genes)进行检测,融合基因与五分之一的癌症有关,同时这种新方法还能对癌症中存在的重排DNA进行准确检测,相比当前方法而言,其能为癌症患者提供更为合适的个体化治疗建议。

我们的DNA能提供细胞维持功能的代码,这些代码的特定改变会驱动癌症进展,其中一种改变就是基因发生“融合”,当DNA以一种特殊的方式破碎并重连时,通常来自染色体的不同DNA片段上基因会重新结合在一起;这些融合基因能产生编码蛋白的异常转录代码,从而促进肿瘤形成,这种状况估计与五分之一的人类癌症发生直接相关。

【7】JCO Prec Oncol:开发出一种能准确诊断复杂癌症病例的新型诊断工具

doi:10.1200/PO.18.00002

近日,一项刊登在国际杂志JCO Precision Oncology上的研究报告中,来自瑞典萨尔格林斯卡大学的科学家们通过研究开发了一种新型诊断工具,其或有望对难以诊断的癌症进行检测并改善癌症患者的治疗。

研究者Jonas Nilsson教授表示,这项研究中我们描述的分析手段或能帮助那些缺少正确诊断的癌症患者进行诊断和治疗;对癌症患者进行正确诊断的关键就是确定并且定义肿瘤的特性和细节信息,但这与临床状况或许并没有关联,要做到这一点,研究人员就需要在患者死亡前和死亡后进行大量的分析。

当研究者将癌症活组织引入到小鼠的皮下后,肿瘤发生了快速生长,通过进行深入分析后研究者发现这种癌症并不是一种传统的肺癌,而是一种神经内分泌癌症,这种肿瘤常常会在特殊的癌基因BRAF中发生意想不到的突变;研究者Jonas Nilsson说道,本文研究表明,利用所谓的BRAF抑制剂就能有效治疗这类癌症患者,因为该疗法能够有效缩小患者机体的肿瘤组织,当利用BRAF抑制剂治疗小鼠时,小鼠机体中患者的肿瘤组织的生长会变得非常缓慢,但很不幸的是,半年后患者机体的肿瘤就会复发,引发患者死亡。

【8】JNCI:一种新型无创检测技术有望准确诊断恶性前列腺癌!

doi:10.1093/jnci/djz112

近日,一项刊登在国际杂志Journal of the National Cancer Institute上的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究在尿液中鉴别出了一种新型的生物标志物,其或能帮助检测恶性前列腺癌,相关研究结果有望帮助科学家们阐明恶性前列腺癌的发病机制,并开发出新型的抗癌疗法。

前列腺癌很容易进行诊断,但研究人员却很难将癌症患者分为细分为不同风险的群体,当前的手段(包括PSA检测和活检)往往存在着较高的错误率,而且常常会引发患者出现严重的并发症,比如致死性的感染等,而对尿液中的特殊生物标志物进行检测就是一种无创性的手段,其能准确帮助区分缓慢发展的前列腺癌和具有潜在致死性的前列腺癌。

【9】Cell Rep:新技术或有望帮助改善恶性转移性脑癌的诊断和治疗

doi:10.1016/j.celrep.2019.03.085

近日,来自耶鲁大学的科学家们通过研究开发了一种新型工具来分析癌细胞在扩散或转移到大脑的过程中是如何被改变的,相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上;本文研究结果有望帮助研究人员开发改善转移性脑癌早期诊断和治疗的新型手段。

如今大脑的发生率在不断攀升且患者能够接受到的疗法非常有限,研究者Don Nguyen说道,一旦肿瘤转移到大脑,大多数的药物疗法就变得不再有效了,这似乎就是一个非常棘手的问题,因为目前很多药物是无法进入大脑发挥作用的。这项研究中,研究人员利用癌症转移的异种移植物模型进行研究,在该模型中,肿瘤细胞能被转移到缺失免疫系统的小鼠体内,随后研究者开发了一种新型系统,其能对异种移植组织样本进行极其精确的RNA测序,从而检测人类肿瘤细胞和小鼠细胞中基因的表达状况,基因表达能够驱动蛋白质的产生,从而塑造细胞在机体中的特殊角色,比如肺部组织细胞或肌肉细胞等。

【10】Cancer Discov:科学家开发出诊断膀胱癌的新型尿液检测技术

doi:10.1158/2159-8290.CD-18-0825

近日,一项刊登在国际杂志Cancer Discovery上的一篇研究报告中,来自斯坦福大学医学中心的科学家们通过研究开发出了一种诊断并监测膀胱癌的高灵敏性尿液检测技术,这种技术是通过对患者尿液样本中的癌症DNA片段进行分析来判读结果的,研究者表示,这种针对膀胱癌的新型诊断技术重点对尿液样本进行分析,尿液与膀胱肿瘤有着密切的关联,而且膀胱肿瘤会向尿液中释放一些DNA。

膀胱癌是第六大常见的癌症,每年在美国有超过8万人被诊断为膀胱癌,当前膀胱镜检查是最准确的膀胱癌诊断技术,这是一种对膀胱组织可视化的侵入性手段,其能采集膀胱组织样本进行分析,而另外一种方法则是通过细胞学检测来寻找癌细胞,这种方法虽然是无创的,但其敏感性却并不理想。(生物谷Bioon.com)

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