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科学家用新的单细胞遗传方法解决潜在的肿瘤耐药性

来源:中国生物技术发展中心   浏览(145) 2019-10-08

精准医学的目的是通过采取疾病异质性的考虑,设计个性化的治疗策略。靶向癌症治疗正体现这一概念,并已成为现代癌症治疗的主要手段。然而,癌症是一个不断发展的多细胞生态系统,尽管最初会产生临床响应,但耐药肿瘤通常会在一段时间处理后出现,这为临床治疗带来巨大的挑战。

近日,美国圣母大学的研究人员使用一种可以识别单细胞遗传特征的新技术,对乳腺癌肿瘤潜在耐药性进行了建模,然后确定了可以逆转这种耐药性的药物组合。该研究近日已发表在Nature Communications 上。

研究通讯作者、圣母大学生物科学助理教授Zhang说:“这项新技术使我们能够对单个细胞进行测序。”

他的实验室与圣母大学的基因组学和生物信息学核心实验室合作,将这项名为高通量单细胞分析的新技术应用于校园。

直到最近,寻找癌症组织的基因表达模式一直是用整个肿瘤组织进行的。不幸的是,癌细胞被嵌入其他细胞的基质中,从而难以区分单个细胞的真实特征。新的单细胞分析技术使识别每个细胞的性质成为可能。

在这项研究中,研究人员观察到一种特殊的新药如何在侵袭性癌症(HER2阳性乳腺癌)中缩小肿瘤。该药物称为CDK 4/6抑制剂,用于阻断特定类型的酶,可快速起效。但是大多数药物在肿瘤最终改变并变得对治疗产生耐药性之前是起作用的。研究人员随后研究了耐药性肿瘤并开始开发新的药物来克服耐药性,但那时为时已晚。Zhang说:“当我们发现一种新药时,肿瘤已经转移到了另一种状态。”

Zhang决定研究以预测潜在的耐药性。他的团队与CDK 4/6药物的临床试验同时进行测试,并使用单细胞分析技术,并发现了一种可导致耐药性的肿瘤浸润免疫抑制细胞。然后,研究团队又添加了另一种已获FDA批准的药物,以靶向免疫抑制细胞。

Zhang说:“新的药物组合显示出耐药性肿瘤是可以治疗的,并且可以在相当长的一段时间内维持和控制肿瘤的大小。”

Zhang指出,鉴于这种组合药物的有效性,临床医生甚至可以在耐药发生之前就开始联合治疗。由于该药物已经获得FDA批准,因此临床医生可以选择立即尝试此方案。

基因组学和生物信息学核心实验室主任、生物科学系教授Michael Pfrender表示,单细胞分析可能会带来更多新发现。

他说:“单细胞疗法在人类疾病和发展中的应用意义深远,这项技术正在迅速成为生物医学研究‘工具箱’中必不可少的功能。”

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