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腾讯登录单细胞组学在肿瘤与免疫研究中的重要性
| 导读 | 人物专访：协和医学院李利民教授。细胞生物学是一门非常复杂的学科，特别是针对如肿瘤、免疫等复杂的生物网络或是多变的微环境，难度更是大幅增加。但即便如此，仍然有大批的科学工作者在全力以赴，希望能找到更好的治疗方法，其中肿瘤免疫治疗因有望实现个体化自身治疗，而受到越来越多的关注。 |
细胞生物学是一门非常复杂的学科，特别是针对如肿瘤、免疫等复杂的生物网络或是多变的微环境，难度更是大幅增加。但即便如此，仍然有大批的科学工作者在全力以赴，希望能找到更好的治疗方法，其中肿瘤免疫治疗因有望实现个体化自身治疗，而受到越来越多的关注。
无论是抗体、DC-CIK以及新兴的CAR-T方法，寻找新的特异性表面抗原都是至关重要的一步。“细胞表面有很多抗原，并且呈现出明显的细胞特异性，但是在不同的阶段如免疫细胞识别，干细胞分化等过程中，细胞表面成分变化是非常复杂和而且呈现多样化的，”协和医学院李利民教授说。随着学科的进展，检测细胞表面分子，特别是抗体表达水平变化的手段越来越多，但是如传统的流式细胞技术FACS、免疫组化等检测方法的灵敏度是有限制的，因此要求必须要有好的抗体等标记物，对其结合效率和特异性都有较高的要求，同时需要待检测物有较高的表达量。
“很多细胞表面的各种因子表达过程是一个持续动态的过程，传统方法下可能会出现数据丢失的情况。”李教授谈到，“质谱流式（CyTOF：Cytometry by Time Of Flight）技术利用稀有金属进行标记，完善的解决了灵敏度和分辨率的问题；通过对不同时间段的样本进行多参数标记，可以对数据进行灵活的组合叠加，这样就形成了一个很形象的理论构架。例如在肿瘤发育和干细胞分化中，哪些分子在起作用，在什么时候起作用。通过CyTOF就可以去发现有多少蛋白起了变化，是在哪个阶段起的变化、变化程度如何--特别是对变化量的精确检测，能说明很多以前无法确定的问题。”
当谈到如何利用这样一个新的研究手段与临床研究和诊断治疗相结合时，李教授举例了一个很形象的例子。“在肿瘤的治疗和研究中，细胞间存在着很强的异质性--即使是在病理检测中不同患者间呈现出完全相同的肿瘤类型和发病阶段，但是当我们关注到细胞水平、甚至是分子水平的时候，很有可能会发现他们的发病机理机制是完全不同的。当进行肿瘤免疫治疗时，每个患者细胞表面的分子表达种类和数量是不同的，需要根据患者实际检测水平来制定个性化的治疗方案。利用CyTOF可以对肿瘤细胞表面的特异性抗体进行更全面的分析，以帮助提高药物或治疗的效果。”
“免疫细胞治疗的突破点在于能找到新的特异性靶点。CyTOF大大提高了这种可能性。”针对免疫治疗李教授指出，质谱流式区别于传统流式或相似技术，它除了可以检测细胞表面或内部的因子表达种类和水平外，更重要的是，由于其技术核心的改进--用金属代替荧光素进行作为标记物，用质谱检测技术代替光学检测技术--使之可以对单细胞同时进行几十甚至上百种的标记和检测，在此基础上进行的大数据分析，往往能带给我们很多未知的排列组合，从而发现一些肿瘤细胞特异性表达的蛋白簇，作为抗体、CAR、甚至是Track的特异性靶标。“其作用有些类似于一个分子探针，可以用来寻找新的表面抗原位或是特异性分子”李教授说“同时，CyTOF将流式和质谱技术相结合，是之在灵敏度上大大提高；在此基础上进行定性和定量分析，通过精确检测表达量，可以实现从量变到质变的全程监控，这样就可以鉴定患者是出于哪个疾病期，在发生质变前有针对性地开展有效的临床诊断和治疗”。
作为从事肿瘤研究30多年的科研和医务工作者，李教授一直都在为找到肿瘤的有效治疗手段而努力。“当癌症进入晚期后会发生扩散和转移，一旦发生转移后很难在进行有效的治疗。实验室研究重点是找到转移的分子机理：为什么会发生转移，转移的过程是什么样的，并希望在此研究的基础上对转移过程进行有效的干扰和治疗。”李教授说，“无论是对科研人员，还是临床医生来说尽早发现、尽早治疗都至关重要，而CyTOF技术可以帮助他们发现很多以前想不到的东西”。
事实上，CyTOF技术以分子间亲和力为技术基础，因此除了传统的抗体标记外，在平台上还可以开发一些新的研究方法，例如可对药物进行标记，以寻找它的特异性作用靶点蛋白。在过去几十年中，对癌症的研究有了很多新的发现和突飞猛进的发展。例如免疫治疗，抗体药物的研发等， PD1-PDL1间相互作用机制的发现，无疑为肿瘤的治疗打开了一扇新的大门，而CyTOF作为精确有效的检测手段，被很多国际知名的药企或实验室用于用药前后患者指标的评估和药效的评价。
目前CyTOF技术已经被广泛地使用在免疫、肿瘤治疗、转化医学、干细胞、表观学等领域的研究。而作为一种全新的大数据检测分析方法，CyTOF绝不仅仅只应用于基础科研和临床研究。更有意义的是，它可以为疾病的预防提供大量的数据信息，从而帮助建立对患者早期干预的有效辅助治疗方案。（转化医学网360zhyx.com）
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