世界首創尿液培養癌細胞 可望成為膀胱癌藥物篩檢新平台

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膀胱癌是常見的泌尿系統病變之一,目前常見的診斷和追蹤方式包含超音波、靜脈注射腎盂攝影(IntraVenous Pyelography)、膀胱內視鏡(侵入性腫瘤取樣)、液態生物檢體(liquid biopsy;包含血液和尿液)等。

近日,由美國喬治城大學醫學中心和中國復旦大學所組成的研究團隊成功開發出一種非侵入性的尿液追蹤診斷癌細胞技術——尿液條件重編程細胞培養(Conditional Reprogramming cell cultures, CRC),即是利用膀胱癌患者尿液分離且培養出可穩定擴增傳代的膀胱癌細胞,以利臨床醫師早期診斷、早期治療,並且提供一個全新的非侵入性藥物篩選平台。相關研究成果刊登於《Protein&Cell》。

該研究團隊發現,從尿液和腫瘤樣品中分離的原代癌細胞在 3D 培養皿中快速形成 CRC 聚落和代表性緊密球狀體,而尿液 CRC 的總體成功率約為 84%。根據 HE 染色結果顯示,與相對應的腫瘤病理切片相比,尿液 CRC 具有明顯的腫瘤細胞特性。接著,他們以 IHC染色確認尿液 CRC 中的 GATA3、P40 和 P63 等腫瘤特異性標記的表現量與腫瘤組織的分子特徵相似。

他們也分別將尿液 CRC 和親代腫瘤中進行外顯子定序(Whole Exome Sequencing, WES)。根據彼此定序結果顯示,尿液 CRC 保留約 79.7%–82.6% 的親代腫瘤表現。同時,他們也進行二組的突變比率分析發現,在尿液 CRC培養過程中,原始腫瘤組織中的單核苷酸變體(single nucleotide variants, SNV)和插入缺失(insertions and deletions, indels)都得到了很好的保留。

在驗證尿液 CRC 保持原始腫瘤組織的分子特徵和遺傳變異之後,他們確定尿液 CRC 是一種新型藥物篩檢的理想模型。隨後,他們以尿液 CRC 癌細胞來測試 64 種臨床腫瘤藥物的療效。然而,他們發現該尿液 CRC 癌細胞對一半以上的藥物有抵抗力。

綜合以上,該研究團對建立一種新穎且方便的尿液 CRC 模型,它不僅保有高度保留原始腫瘤的分子特徵和遺傳特性,還具有快速增殖且形成 3D 球體的能力,未來可望能進一步模擬 3D 腫瘤微環境以幫助人們更加了解膀胱癌的分子和功能。此外,它們也能作為大規模藥物篩檢的模型,找出最適合膀胱癌患者的藥物,進而推進精準個人醫學的發展。

流行病學小常識:
根據衛生福利部統計資料,2017 年膀胱癌發生率約為 2.29 人/10 萬人,其中 60 歲以上男性為好發族群,而男女比約為 2.7:1。膀胱癌為男性十大癌症死因死亡率第十名,死亡率為 5.4 男人/ 10 萬男人。此外,膀胱癌的復發率相當高,甚至高達 70%,即使接受治療,仍要密切追蹤,以確保膀胱癌已經完全根除。

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參考資料:
1. Protein & Cell, 2019; DOI: 10.1007/s13238-019-0649-5
2. https://lombardi.georgetown.edu/news/Georgetown-Technique-Using-Urine-Suggests-Individualize-Bladder-Cancer-Treatment-Possible
3. https://www.mohw.gov.tw/cp-3795-41794-1.html
4. https://www.canceraway.org.tw/cancerinfo.asp?id=9B3B7F46-B5BC-442E-A8BE-0176B544C6E4
5. https://www.cancer.org/cancer/bladder-cancer/detection-diagnosis-staging/detection.html

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