癌症生物标记:液体活检革命

生物标志物——可测量的生物实体的关键精密医学。在癌症领域,人们正在寻找生物标志物检测疾病早期,监测治疗效果,并预测结果。

“越早我们可以发现癌症,治疗它的更好的工作我们可以做,你越早知道药物是否工作你的医生可以修改治疗越早,”玛莎说摩西,博士,茱莉亚Dyckman安德鲁斯·哈佛医学院教授、主任波士顿儿童医院。

临床试验的基础上分析肿瘤活检基因或蛋白质生物标记已经发挥着越来越重要的作用在指导治疗。但研究人员正在寻求开发非侵入性检测体液,更容易收集,如血液或尿液——所谓的液体活检。

“就看几滴尿液可以给你很多很多的信息发生了什么病人,“摩西说。

液体活检不仅会对患者更简单,他们也会给医生更快得到结果,定期的机会。他们甚至提供潜在的自我监控。

蛋白质生物标志物的发现

尽管研究人员使用许多不同的生物标志物的发现,平台识别蛋白质的质谱分析是常用的标记。由于它的灵敏度,它可以检测蛋白质内以非常低的丰富复杂的混合物,使研究人员能够识别极微小的差异水平的病人与健康的年龄组。

“我们看一个家庭的酶称为基质金属蛋白酶和亚当斯与许多肿瘤发展的关键步骤。我们发现他们都在尿液、血液和尿液——但他们真的不应该如果你是健康的,”说,摩西。

“人们认为,尿液中基质金属蛋白酶的外观必须是一个错误,因为他们是高分子量蛋白质和教科书上面说他们肾脏的过滤限制。但事实证明,并不是真的,只是以前的方法不够敏感等微量蛋白,”她补充道。

改善量化

然而,尽管质谱蛋白质识别是一个很好的工具,一些大规模spectrometry-based技术不太善于测量他们的相对或绝对数量在临床应用的示例——这是至关重要的。但其他类型,如等压标签进行相对和绝对定量(iTRAQ)可以帮助改善这一功能。

“这种方法使我们能够分析疾病样本和健康年龄组在相同条件下,所以你可以得到识别和量化的同时,“摩西解释道。

和发展一个强大的新战略连续窗口收购所有理论质谱(SWATH-MS)使研究人员能够获得一致和准确定量蛋白质组学数据的规模更大。

“这是一个改变游戏规则的颠覆性技术,因为它允许你看非常大军团相对量化的成百上千的蛋白质,”托尼Whetton教授兴奋地说,主任短距起落生物标志物发现曼彻斯特大学的中心。

然而,这对研究人员创建了一个新的挑战——生成大量的数据,需要高端的生物信息学的解释。

“这是一个大数据问题,现在完全驯服的使用方法,我们现在bioinformaticians和其他世界各地的发展,“Whetton说。

验证是关键

由于相对容易发现的研究中,有一个不断增加的管道潜在的新的生物标志物。然而,有一个大的损耗率,许多有前途的候选人不站在后续研究进一步审查。

“我认为这可能发生因为各种各样的原因,但我们都需要做一个更好的工作在大样本人群验证初步调查结果,“摩西说。

有鉴于此,研究人员开发出一种指南——被缩写的关键一步备注——旨在提高一致性,确保严格的标准报告肿瘤生物标志物的研究。

“大多数期刊现在要求你可以文档,你遵循这些建议,我认为这是一个很好的一步更严格的验证,“摩西说。

矛盾与收集临床样本在不同网站也可以阻碍成功。因此,一个全新的领域biorepository科学出现了,专注于开发工具和资源来指导研究使用生物标本。

“我认为现在每个人都认识到至关重要的样本收集和存储是如何成功的生物标志物的发现和验证,“摩西说。

弥合的差距

随着技术的进步,生物信息学和改善研究设计和流程,一切都在现在的地方移动通过开发更多的临床生物标志物。和研究人员热衷于强调他们的成功故事。

“通过研究血液样本收集从一个大型前瞻性研究卵巢癌,我们证明了一个签名的蛋白质用质谱有能力预测疾病的风险,”Whetton说。

这个团队最近发表了他们的令人鼓舞的结果吗从四个蛋白质的分析,现在继续进一步完善风险的预测性质的算法。

“我们也进行一个小的发现研究,确定一组蛋白质鼓励寻找检测肺癌早期,“Whetton补充道。

其他人则享受类似的成功与尿液样本。

“我们看着蛋白ADAM12患有乳腺癌的妇女的尿液,这表明它是在乳腺癌的早期阶段建立,并增加与疾病进展。自那时以来,我们已经验证了这是一个重要的非侵入性生物标志物在成千上万的尿液样本,支持其潜在有用性诊断和预后,“摩西说。

“我们继续看的女性患乳腺癌的风险更高,发现ADAM12 MMP9的多路复用是一个优秀的风险预测,”她补充道。

组合的力量

周围也有很多期待的潜力多路复用蛋白质与其他形式的生物标志物,如血液中循环肿瘤细胞或肿瘤DNA样本。

今年早些时候,一个这样的研究登上报纸头条使用一个叫做cancerSEEK血液测试结合的蛋白质和循环肿瘤DNA标记,使八个不同的癌症的早期检测。和许多其他研究也使用这种组合方法。

“我预见到我们会监视人们的早期阶段癌症将来与更复杂的和尖锐的工具——基于这种工作,“Whetton说。

展望未来

与舞台布景来推动更多的生物标记从实验室到临床,研究人员正在兴奋的潜力开发一系列的非侵入性的测试具有多种用途的癌症诊断和治疗。

“我认为这个领域可以达到影响监测健康、对治疗的反应和诊断使用样本相对容易获得,“Whetton说。

由于其成本相对较低,易于收集,液体活检为扩大也带来新的机遇。

“我们也正在努力开发一个智能手机应用程序,这可能产生巨大的差异,尤其是在地方和缺乏先进的技术,“摩西说。