世界首创尿液培养癌细胞 可望成为膀胱癌药物筛检新平台

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膀胱癌是常见的泌尿系统病变之一,目前常见的诊断和追踪方式包含超音波、静脉注射肾盂摄影(IntraVenous Pyelography)、膀胱内视镜(侵入性肿瘤取样)、液态生物检体(liquid biopsy;包含血液和尿液)等。

近日,由美国乔治城大学医学中心和中国复旦大学所组成的研究团队成功开发出一种非侵入性的尿液追踪诊断癌细胞技术——尿液条件重编程细胞培养(Conditional Reprogramming cell cultures, CRC),即是利用膀胱癌患者尿液分离且培养出可稳定扩增传代的膀胱癌细胞,以利临床医师早期诊断、早期治疗,并且提供一个全新的非侵入性药物筛选平台。相关研究成果刊登于《Protein&Cell》。

该研究团队发现,从尿液和肿瘤样品中分离的原代癌细胞在 3D 培养皿中快速形成 CRC 聚落和代表性紧密球状体,而尿液 CRC 的总体成功率约为 84%。根据 HE 染色结果显示,与相对应的肿瘤病理切片相比,尿液 CRC 具有明显的肿瘤细胞特性。接着,他们以 IHC染色确认尿液 CRC 中的 GATA3、P40 和 P63 等肿瘤特异性标记的表现量与肿瘤组织的分子特征相似。

他们也分别将尿液 CRC 和亲代肿瘤中进行外显子定序(Whole Exome Sequencing, WES)。根据彼此定序结果显示,尿液 CRC 保留约 79.7%–82.6% 的亲代肿瘤表现。同时,他们也进行二组的突变比率分析发现,在尿液 CRC培养过程中,原始肿瘤组织中的单核苷酸变体(single nucleotide variants, SNV)和插入缺失(insertions and deletions, indels)都得到了很好的保留。

在验证尿液 CRC 保持原始肿瘤组织的分子特征和遗传变异之后,他们确定尿液 CRC 是一种新型药物筛检的理想模型。随后,他们以尿液 CRC 癌细胞来测试 64 种临床肿瘤药物的疗效。然而,他们发现该尿液 CRC 癌细胞对一半以上的药物有抵抗力。

综合以上,该研究团对建立一种新颖且方便的尿液 CRC 模型,它不仅保有高度保留原始肿瘤的分子特征和遗传特性,还具有快速增殖且形成 3D 球体的能力,未来可望能进一步模拟 3D 肿瘤微环境以帮助人们更加了解膀胱癌的分子和功能。此外,它们也能作为大规模药物筛检的模型,找出最适合膀胱癌患者的药物,进而推进精准个人医学的发展。

流行病学小常识:
根据卫生福利部统计资料,2017 年膀胱癌发生率约为 2.29 人/10 万人,其中 60 岁以上男性为好发族群,而男女比约为 2.7:1。膀胱癌为男性十大癌症死因死亡率第十名,死亡率为 5.4 男人/ 10 万男人。此外,膀胱癌的复发率相当高,甚至高达 70%,即使接受治疗,仍要密切追踪,以确保膀胱癌已经完全根除。

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参考资料:
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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