注射剂可以改善癌症检测和监测的液体活检

科学家们开发了两种由治疗性纳米粒子和抗体制成的药物，可以在抽血前不久给予患者，以便医生使用液体活检技术更好地检测血液中的肿瘤DNA。

液体活检有望通过检测肿瘤流入血液中的DNA来改变癌症的诊断、监测和治疗方式。但人体的免疫系统提出了重大挑战。肝脏中的免疫细胞和血液中的DNA降解酶会在几分钟内从血液中去除循环肿瘤DNA，使得这种DNA难以在血液测试中捕获和检测。

为了克服这个问题，来自麻省理工学院、哈佛大学和麻省理工学院(MIT)的布罗德研究所的一个团队开发了两种可注射的“引发剂”，可以短暂减缓循环肿瘤DNA从体内的清除，从而使这种DNA的水平血液暂时增加并被收集进行检测。

研究小组表示，这些启动剂可以提高癌症和其他潜在疾病的液体活检的性能，类似于向患者注射造影剂以增强医学成像扫描的效果。他们的研究结果发表在《科学》杂志上。

ViktorAdalsteinsson(布罗德大学格斯特纳癌症诊断中心主任)、SangeetaBhatia(布罗德研究所成员、麻省理工学院教授兼麻省理工学院科赫研究所Marble癌症纳米医学中心主任)和J.ChristopherLove(准会员)布罗德大学的教授和麻省理工学院科赫研究所的教授是这项研究的共同高级作者。

“液体活检将从根本上改变癌症的诊断和治疗方式，但需要更高的灵敏度，”Adalsteinsson说。“为了提高灵敏度，我们首次试图解决循环肿瘤DNA清除的生物学问题，认识到这是大多数液体活检测试上游的一个基本障碍，如果解决的话，可以广泛造福患者。”

其中一种引发剂由纳米颗粒组成，它与循环肿瘤DNA一样，被肝脏中的免疫细胞消耗。Bhatia说：“我们认为我们可以设计一种安全的虚拟纳米颗粒来分散这些免疫细胞的注意力，并保留循环肿瘤DNA，这样它就可以在血液样本中达到更高的浓度。”

另一种药物包含与肿瘤DNA结合的工程抗体，保护它们免受循环酶的破坏。这两种策略——治疗性纳米粒子和抗体——都已经是用于人类的成熟药物形式。

“现有的液体活检技术受到血管中肿瘤DNA数量的限制，”Love说。“所以我们开始考虑如何提前注入一些东西来帮助增强或增强该信号。”

巴蒂亚实验室的研究生卡门·马丁-阿隆索带头设计了纳米颗粒。ShervinTabrizi是Love实验室和布罗德格斯特纳中心的博士后研究员，也是马萨诸塞州总医院的放射肿瘤学家，他带头设计了抗体。布罗德大学格斯特纳中心的研究科学家KanXiong领导了一项优化小鼠血液单滴循环肿瘤DNA分析的工作。

在小鼠研究中，研究小组表明，在抽取血样前一到两个小时施用这些引发剂，可使血样中循环肿瘤DNA的量增加10倍以上。这将低肿瘤负荷小鼠液体活检检测癌症的灵敏度从低于10%提高到超过75%。动物体内的循环肿瘤DNA水平在一天内恢复到基线。

“这些药物能够在几个小时内达到峰值活性，然后迅速清除，这意味着有人可以去他们的医生办公室，接受这样的药物，然后献血进行测试，所有这些都在短时间内完成。一次访问，”爱说。“这一特征预示着将这一概念转化为临床应用的潜力。”

研究小组表示，他们的启动剂代表了新的平台技术，原则上不仅可以增强液体活检的癌症检测能力，还可以增强神经退行性疾病、代谢紊乱、根深蒂固的传染病、产前基因检测以及其他稀缺疾病的检测。具有临床意义的分析物。

“增加血液中循环肿瘤DNA只是冰山一角，”Adalsteinsson说。“启动是一个新领域，我们很高兴能在癌症诊断及其他领域进一步发展。”

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