研究人员提高血液检测检测和监测癌症的能力

肿瘤不断地从垂死的细胞中脱落DNA，这些DNA在迅速分解之前会在患者的血液中短暂循环。许多公司已经创建了可以识别肿瘤DNA的血液测试，可能有助于医生诊断或监测癌症或选择治疗方法。

验血程序。

然而，在任何给定时间循环的肿瘤DNA量都非常小，因此开发足够灵敏的测试来拾取微小信号一直是一项挑战。来自麻省理工学院以及麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的一组研究人员现在想出了一种方法，通过暂时减缓血液中循环的肿瘤DNA的清除来显着增强该信号。

研究人员开发了两种不同类型的可注射分子，他们称之为“引发剂”，它们可以暂时干扰人体从血液中清除循环肿瘤DNA的能力。在一项针对小鼠的研究中，他们表明这些药物可以提高DNA水平，足以使可检测到的早期肺转移的百分比从不到10%跃升至75%以上。

这种方法不仅可以实现癌症的早期诊断，还可以更灵敏地检测肿瘤突变，从而指导治疗。它还可以帮助改善癌症复发的检测。

“你可以在抽血前一小时给予其中一种药物，它可以使以前看不到的东西变得可见。这意味着我们应该能够为每个出于任何目的进行液体活检的人提供更多可以使用的分子。”麻省理工学院，也是麻省理工学院科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所的成员。

巴蒂亚(Bhatia)是这项新研究的资深作者之一，其他作者还有麻省理工学院化学工程系雷蒙德A.和海伦E.圣洛朗(RaymondA.andHelenE.St.Laurent)教授、科赫研究所(KochInstitute)和MGH拉根研究所(RagonInstitute)的成员J.ChristopherLove麻省理工学院、哈佛大学和博德研究所格斯特纳癌症诊断中心主任ViktorAdalsteinsson。

更好的活检

液体活检可以检测血液样本中的少量DNA，现在被许多癌症患者用来识别可能有助于指导治疗的突变。然而，随着灵敏度的提高，这些测试可能对更多的患者有用。大多数提高液体活检灵敏度的努力都集中在开发新的测序技术以在抽血后使用。

在集思广益如何使液体活检提供更多信息时，Bhatia、Love、Adalsteinsson和他们的学员想到了在采集样本之前尝试增加患者血液中DNA含量的想法。

“肿瘤总是会产生新的游离DNA，这就是我们试图在抽血中检测到的信号。然而，现有的液体活检技术受到血管中收集的材料数量的限制，”洛夫说。“这项工作的重点是考虑如何预先注入一些东西，这将有助于增强或增强可在同一小样本中收集的信号量。”

身体使用两种主要策略从血液中去除循环DNA。称为DNA酶的酶在血液中循环并分解它们遇到的DNA，而称为巨噬细胞的免疫细胞则在血液通过肝脏过滤时吸收游离DNA。

研究人员决定分别针对这些过程中的每一个过程。为了防止DNA酶分解DNA，他们设计了一种单克隆抗体，可以与循环DNA结合并保护其免受酶的影响。

“抗体是成熟的生物制药方式，它们在许多不同的疾病背景下都是安全的，包括癌症和自身免疫治疗，”洛夫说。“我们的想法是，我们能否使用这种抗体来帮助暂时保护DNA免受循环中核酸酶的降解?通过这样做，我们将平衡转移到肿瘤生成DNA的速度略快于降解速度的位置，从而增加了抽血中的浓度。”

他们开发的另一种引发剂是一种纳米颗粒，旨在阻止巨噬细胞吸收游离DNA。众所周知，这些细胞有吞噬合成纳米颗粒的倾向。

“DNA是一种生物纳米颗粒，肝脏中的免疫细胞可能会像吸收合成纳米粒子一样吸收它，这是有道理的。如果情况确实如此，事实证明确实如此，那么我们就可以使用安全的虚拟纳米颗粒来分散这些免疫细胞的注意力，并留下循环DNA，使其处于更高的浓度，”Bhatia说。

及早发现肿瘤

研究人员在接受了易于在肺部形成肿瘤的癌细胞移植的小鼠中测试了他们的引发剂。细胞移植两周后，研究人员表明，这些引发剂可以将血液样本中回收的循环肿瘤DNA数量增加多达60倍。

采集血液样本后，可以对其进行与目前用于液体活检样本的相同类型的测序测试。这些测试可以找出肿瘤DNA，包括用于确定肿瘤类型以及可能最有效的治疗方法的特定序列。

癌症的早期检测是这些引发剂的另一个有前景的应用。研究人员发现，当小鼠在抽血前注射纳米颗粒引发剂时，它们可以检测到75%的低癌症负荷小鼠血液中的循环肿瘤DNA，而如果没有这种增强剂，则无法检测到。

“癌症液体活检检测的最大障碍之一是血液样本中循环肿瘤DNA的缺乏，”Adalsteinsson说。“因此，看到我们迄今为止所取得的巨大效果并设想这可能对患者产生什么影响，真是令人鼓舞。”

注射任何一种引发剂后，血液中的DNA水平需要一两个小时才会增加，然后在大约24小时内恢复正常。

“这些药物能够在几个小时内达到峰值活性，然后迅速清除，这意味着有人可以进入医生办公室，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。”

研究人员成立了一家名为AmplifyerBio的公司，计划进一步开发这项技术，希望能进入临床试验。

巴蒂亚说：“与结肠镜检查甚至乳房X光检查相比，试管血液是一种更容易进行的诊断。”“最终，如果这些工具确实具有预测性，那么我们应该能够让更多的患者进入该系统，他们可以从癌症拦截或更好的治疗中受益。”