Nat Biotech：MIT研究者借鉴“抗生素敏感性试验”，发现抗癌药物筛选新策略

科学家在患者身上测试治疗白血病药物的敏感性

10月10日，在线发表在《自然生物技术》（Nature Biotechnology）上的一项研究揭示：科学家开发出一种新颖的方法，来测试肿瘤药物的敏感性。据悉，这是一种可以测量单个细胞的装置，基于药物如何影响癌细胞的增长率，来预测某种特定的药物是否会杀死肿瘤细胞。

众所周知，为癌症患者选择最好的治疗方式不是一门精准的科学，药物在一部分患者身上起作用却未必在另一些患者身上有效；有时候，即使一开始肿瘤对部分药物敏感，但最后也可能产生耐药性。

尽管全世界都在呼吁推出“肿瘤患者的个性化治疗”，但是真正落到实处的技术凤毛麟角。不过，近日来自麻省理工学院（MIT）和丹娜-法伯癌症研究所（Dana-Farber Cancer Institute）的研究人员已经开发出一种新颖的方法来测试肿瘤药物的药敏性。 

目前，研究者已经在恶性程度最高的脑癌——胶质母细胞瘤以及血液癌症“急性淋巴细胞白血病”上测试了他们的技术，并将成果发表在10月10日的《自然生物技术》上。

研究论文的资深作者之一、拥有Andrew and Erna Viterbi主席头衔的MIT教授Scott Manalis表示，他们已经开发出一种功能分析， 可以测量个体细胞的药物反应，通过测序分析测试细胞的生存能力。

此外，丹娜-法伯癌症研究所的David Weinstock和Keith Ligon也是文章的通讯作者。文章的主要作者是前MIT研究生、现任丹娜-法伯癌症研究所助理科学家Mark Stevens，MIT研究生Nigel Chou、丹娜-法伯癌症研究所博士后Cecile Maire和Mark Murakami。

测试细胞生长（Measuring cell growth）

近年来，科学家一直试图在肿瘤内鉴别遗传标记物，以便于对患者采取有针对性、且敏感的抗癌药物。然而截止至目前，只有一小部分的癌症具有标志物，即使基于它们有一个预测测试，但他们并不能准确地针对所有癌症患者。

麻省理工学院和丹娜-法伯癌症研究所采取了不同的方法，部分测试的灵感来源于几十年前，医生如何选择抗生素治疗细菌感染。

抗生素敏感性试验主要包括以下步骤：从患者身上分离出细菌后，将它们暴露于不同种类的抗生素中，并观察是否细菌生长或死亡。将同样的方法类比到癌症上，即科学家需要一种方法来快速测量细胞对药物的反应，并且只采用有限数量的细胞。

在过去的几年里，Manalis实验室曾开发出一种叫做“暂停微通道谐振器”（suspended microchannel resonator，SMR）的设备，可以大规模地测量细胞，比其他任何技术要准确10到100倍，这使得研究人员能够在短时间内精确地计算出单个细胞的生长速率。
在这项研究中，Manalis实验室与丹娜-法伯癌症研究所合作，以确定药物敏感性是否可以通过药物暴露后测量癌细胞增长来预测。

团队分析了不同亚型的胶质母细胞瘤和白血病细胞，它们以前特定的治疗方法敏感或者拮抗。以胶质母细胞瘤为例，治疗药物被称为“MDM2抑制剂”；治疗急性淋巴细胞性白血病的药物则被称为“BCR-ABL抑制剂”。

当癌细胞在相应药物环境中暴露15小时后，研究人员开始测量细胞的增长速度。每个细胞在每个周期（15到20分钟）测量数次后，研究人员拥有足够的数据来计算质量累积率。结果发现，容易受到给定疗法影响的细胞影，他们积累的质量发生了变化；而耐药细胞持续增长似乎不受影响。

Stevens表示，他们能够证实：由于细胞产生耐药性，其增长率下降，细胞对治疗敏感反应显著降低。不过因为细胞还活着，后续还可以对相同的细胞进行测试。这种技术的一个主要优点是：它可以用非常少量的细胞。

在白血病细胞的实验中，研究人员发现他们可以得到准确结果的微小液滴血液含有大约1000个癌细胞。因此该技术的另一个优势是小细胞群的变化速度是可以衡量的，可针对不同的癌细胞采用不同的监控方法来判断其对药物的反应。

并没有参与这项研究的Letai表示，这个系统是适合进行快速测量，期待着看到他们把这个应用到更多的癌症和许多更多的药物。

认知抗性（Understanding resistance）

目前，研究人员正在使用这种技术来测试细胞的敏感性，然后分离细胞、测试RNA序列，并揭示哪些基因是启动的。

Manalis表示，现在他们有一种方法来识别细胞对给定的治疗的不响应，分离这些细胞并分析它们的抵抗机制让人兴奋。（转化医学网360zhyx.com）