突变混杂：为什么某些癌症免疫疗法并不总是如期奏效？

突变混杂：为什么某些癌症免疫疗法并不总是如期奏效？在这种因突变而导致DNA错配修复高度缺陷的结肠肿瘤中，T细胞（标记为黑色、绿色和红色）主要积聚在支持组织（粉红色区域）中，只有极少数渗入肿瘤细胞（被支持组织包围的岛屿）。图片来源：研究人员提供麻省理工学院的一项新研究揭示了一种可能的解释。在一项对小鼠的研究中，研究人员发现，测量肿瘤内突变的多样性比测量突变的总体数量更能准确预测治疗是否会成功。如果在临床试验中得到验证，这一信息将有助于医生更好地确定哪些患者将从检查点阻断抑制剂中获益。"免疫检查点疗法虽然在适当的情况下非常有效，但并非对所有癌症患者都有效。这项研究清楚地表明了癌症遗传异质性在决定这些疗法有效性方面的作用，"麻省理工学院科赫癌症研究所（KochInstituteforCancerResearch）成员、大卫-科赫生物学教授泰勒-杰克斯（TylerJacks）说。Jacks、Jacks实验室的前麻省理工学院博士后、现冷泉港实验室助理教授PeterWestcott和EMBL欧洲生物信息研究所（EMBL-EBI）研究小组组长IsidroCortes-Ciriano是这篇论文的资深作者，论文于9月14日发表在《自然-遗传学》（NatureGenetics）杂志上。突变的多样性在所有类型的癌症中，有一小部分肿瘤具有所谓的高肿瘤突变负荷（TMB），这意味着它们的每个细胞中都有非常多的突变。这些肿瘤中有一部分存在DNA修复缺陷，最常见的是DNA错配修复。由于这些肿瘤有如此多的突变蛋白，它们被认为是免疫疗法治疗的理想候选者，因为它们为T细胞提供了大量潜在的攻击目标。在过去几年中，FDA批准了一种名为pembrolizumab的检查点阻断抑制剂，这种抑制剂通过阻断一种名为PD-1的蛋白质来激活T细胞，用于治疗几种TMB较高的肿瘤。然而，随后对接受这种药物治疗的患者进行的研究发现，尽管他们的肿瘤具有较高的突变负荷，但其中一半以上的患者反应不佳或仅表现出短暂的反应。麻省理工学院的研究小组设计了小鼠模型，密切模拟高突变负荷肿瘤的发展过程，从而开始探索为什么有些患者的反应比其他患者好。这些小鼠模型携带有驱动结肠癌和肺癌发展的基因突变，以及一种在这些肿瘤开始发展时会关闭DNA错配修复系统的突变。这导致肿瘤产生许多额外的突变。当研究人员用检查点阻断抑制剂治疗这些小鼠时，他们惊讶地发现，这些小鼠对治疗都没有很好的反应。"我们验证了我们正在非常有效地使DNA修复途径失活，从而导致大量突变。"Westcott说："这些肿瘤看起来就像人类癌症一样，但它们并没有更多地被T细胞浸润，也没有对免疫疗法产生反应。"肿瘤内异质性研究人员发现，缺乏反应似乎是一种称为瘤内异质性的现象造成的。这意味着，虽然肿瘤有很多突变，但肿瘤中每个细胞的突变往往与其他大多数细胞不同。因此，每种癌症突变都是"亚克隆"的，即在少数细胞中表达。(克隆"突变是指在所有细胞中都有表达）。在进一步的实验中，研究人员探索了改变小鼠肺部肿瘤异质性的情况。他们发现，在具有克隆突变的肿瘤中，检查点阻断抑制剂非常有效。然而，当他们通过混合具有不同突变的肿瘤细胞来增加异质性时，他们发现治疗效果变差了。Westcott说："这向我们表明，瘤内异质性实际上干扰了免疫反应，只有在克隆性肿瘤中，才能真正获得强有力的免疫检查点阻断反应。"未能激活研究人员说，之所以会出现这种微弱的T细胞反应，似乎是因为T细胞根本没有看到足够多的特定癌蛋白或抗原就被激活了。当研究人员给小鼠植入含有亚克隆水平蛋白质的肿瘤时，这些蛋白质通常会诱发强烈的免疫反应，但T细胞却无法变得足够强大来攻击肿瘤。Westcott说："你可以拥有这些具有强大免疫原性的肿瘤细胞，它们本应导致深刻的T细胞反应，但在这种低克隆水平下，它们就完全隐身了，免疫系统无法识别它们。T细胞识别的抗原数量不足，因此它们的启动不足，无法获得杀死肿瘤细胞的能力。"为了弄清这些发现是否可以推广到人类患者身上，研究人员分析了两项小型临床试验的数据，这些试验的对象是接受过检查点阻断抑制剂治疗的结直肠癌或胃癌患者。在分析了患者肿瘤的序列后，他们发现，肿瘤比较均匀的患者对治疗的反应更好。结论与启示Cortes-Ciriano说："我们对癌症的认识在不断提高，这也为患者带来了更好的治疗效果。得益于先进的研究和临床研究，癌症确诊后的生存率在过去20年中有了显著提高。我们知道，每位患者的癌症都不尽相同，需要采取量身定制的方法。个性化医疗必须考虑到新的研究，这些研究正在帮助我们理解为什么癌症治疗对某些患者有效，而不是对所有患者有效"。研究人员说，这些发现还表明，用阻断DNA错配修复途径的药物治疗患者，希望产生更多T细胞可以靶向的突变，可能于事无补，反而可能有害。其中一种药物目前正在临床试验中。"如果试图使现有的癌症发生突变，在原发部位已经有许多癌细胞，而其他癌细胞可能已经扩散到全身，那么你就会创造出一个超级异质的癌症基因组集合。我们的研究结果表明，由于瘤内异质性很高，T细胞的反应很混乱，对免疫检查点疗法完全没有反应。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386231.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386231.htm

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果由人类肠癌细胞形成的类器官三维结构。蓝色表示单个细胞的细胞核，绿色表示将每个细胞粘在一起的蛋白质，红色表示癌细胞的方向 。研究人员在实验室中培育肿瘤，以便在肠癌患者开始治疗前准确预测哪些药物对他们有效。WEHI领导的这项世界首创研究发现，在肿瘤器官组织（由患者自身组织培养而成的三维癌症模型）上进行药物测试，可以显示它们对特定癌症治疗的反应。目前正在根据研究结果开展一项临床试验，该试验将首次验证类器官药物测试是指导肠癌患者选择治疗方法的准确方法，肠癌是澳大利亚致死率第二高的癌症。WEHI领导的研究证明，类器官药物测试可以预测晚期肠癌患者对治疗的反应，准确率高达90%。这项研究是世界上首次使用源自患者的肿瘤器官组织来预先测试现有治疗方案的有效性，并为肠癌患者确定潜在的新疗法。根据这项研究成果开展的临床试验将于今年启动，以评估类器官药物测试能否彻底改变癌症患者的治疗方式。肠癌，又称结肠直肠癌，仍然是全球癌症相关死亡的第二大原因。在澳大利亚，肠癌也是第四大确诊癌症。虽然肠癌如果发现得早可以得到成功治疗，但由于缺乏症状，只有不到一半的患者在初期阶段得到诊断。这意味着患者往往在癌症扩散到身体其他部位后才被诊断出来。尽管治疗肠癌的方法越来越多，但目前预测哪种疗法对每位患者最有效的能力却很有限。肿瘤类器官是一种微型三维癌症模型，尺寸只有沙粒大小。肿瘤器官组织是在实验室中根据患者自身的组织样本培育而成的，它能模拟癌症的特征，包括对药物治疗的敏感性。在发表于《细胞报告医学》（CellReportsMedicine）的一项具有里程碑意义的研究中，WEHI的研究人员表明，通过评估肠癌患者的器官组织对特定药物的反应，该技术可以确定对个别肠癌患者最有效的治疗方法。共同首席研究员、肿瘤内科医生彼得-吉布斯教授说，这一发现可以结束目前为患者选择癌症治疗方法的试验和错误过程，并改善他们的生活质量。"吉布斯教授同时也是WEHI实验室的负责人，他说："每次给病人提供无效的治疗，都会让病人损失2-3个月的时间。成功治疗的窗口往往是有限的，因此我们必须选择成功几率最高的方案，避免其他不太可能奏效的治疗方法。我们的研究结果表明，类器官药物测试有可能改变癌症治疗的游戏规则，通过改进治疗选择，有可能彻底改变个性化医疗和临床医生与患者之间的护理"。由于可以从一个患者组织样本中培育出数百个器官组织，因此可以在实验室中测试各种不同的治疗方案。"许多晚期肠癌患者只有一到两次治疗机会。在开始治疗前了解什么方法最有可能奏效，将对他们的生存结果和生活质量产生重大影响，"吉布斯教授说。左起：彼得-吉布斯教授、奥利弗-西伯副教授和谭涛博士。作为研究的一部分，30名肠癌晚期患者的器官组织被用于在临床可行性试验中对化疗药物进行预试验。该研究的通讯作者、WEHI实验室主任奥利弗-希伯（OliverSieber）副教授说，看到这项研究取得令人鼓舞的成果，对团队来说是一个突破性的时刻，验证了团队五年多来的研究成果。"西伯副教授说："如果一种药物对肿瘤类器官没有作用，那么这种治疗对病人也没有作用，反之亦然。我们的研究表明，类器官药物检测能够预测研究患者的治疗反应，准确率高达83%。重要的是，预先测试显示出无效疗法的准确率超过90%"。研究人员还利用有机体来测试不常用于肠癌患者的化疗药物的有效性。他们发现两名患者的器官组织对一种常用于治疗乳腺癌和膀胱癌的药物很敏感。"我们不仅首次证明了类器官药物试验可以预测患者对肠癌治疗的反应，而且还在试验中为患者找到了新的治疗方案。这就是这项令人难以置信的技术的力量"。一名研究人员手持装有实验室培育的器官组织的托盘，器官组织只有沙粒大小。合作试验这项研究的第一作者陶坦（TaoTan）博士正在将研究成果转化为临床试验，今年将在维多利亚州的多家医院展开。这项研究将由澳大利亚癌症协会和斯塔福德-福克斯医学研究基金会（StaffordFoxMedicalResearchFoundation）资助，研究人员希望招募最近被诊断出患有肠癌的患者，以评估他们的肿瘤器官组织能否准确预测个人对治疗的反应。这项题为"基于患者衍生肿瘤类器官的转移性结直肠癌标准疗法预测性测试统一框架"的研究发表在《细胞报告医学》（CellReportsMedicine）上。这项研究得到了澳大利亚胃肠道试验小组（AGITG）、斯塔福德-福克斯医学研究基金会、澳大利亚癌症协会、北京基因组研究所、维多利亚州癌症理事会维多利亚州癌症生物库和维多利亚州政府的支持。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415801.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415801.htm

用于帮助计算更有效的前列腺癌治疗的数学方法

用于帮助计算更有效的前列腺癌治疗的数学方法一种经常使用的治疗方法是雄性激素剥夺疗法（ADT），它涉及手术或使用药物来降低睾丸产生的雄性激素数量。雄激素是促进正常和癌症前列腺细胞生长的性激素，ADT剥夺了癌症的这些激素，阻止了其生长。然而，一些病人会对治疗产生抗性。自2012年以来，一种名为恩扎鲁胺（Xtandi）的非甾体类抗雄激素药物被用于治疗晚期前列腺癌或那些对化疗停止反应的男性，通常与ADT联合使用。但是，与ADT一样，患者已经知道会对该药物产生抗药性。近几十年来，使用这种数学模型来确定癌症的生长，作为一种帮助研究人员了解癌症演变的方式，并为药物治疗的疗效提供见解，已经得到了普及。一般来说，数学模型是对现实世界中的情景创建一个数学代表，并利用它来进行预测或提供更多的见解。英国朴茨茅斯大学的研究人员开发了一种新型数学模型，目的是在短期和长期内优化前列腺癌的治疗。他们模拟了使用单一药物--恩扎鲁胺，或化疗药物之一的依维莫司和卡巴他赛--以及在12、18或52周内使用恩扎鲁胺与依维莫司或卡巴他赛的组合。该研究的共同作者之一MariannaCerasuolo博士说："我们最近的研究是通过显微镜观察前列腺的切片，然后通过计算观察当你添加某些药物时，癌细胞的生长是如何受到影响的。"研究显示，对于12周和18周的短期模拟，卡巴他赛是最有效的单一药物疗法，导致肿瘤细胞的数量减少。交替疗法，即在恩扎鲁胺和两种化疗药物中的一种之间互换，比单药疗法更有效。但模拟结果显示，使用恩杂鲁胺和卡巴他赛组合的交替疗法效果最好，可以显著改善癌症治疗。通过与从癌症小鼠身上获得的数据进行比较，这些结果得到了验证。"我们相信我们的数学模拟是对肿瘤短期和长期行为的合理预测，"Cerasuolo说。"然而，这个数学模型是基于小鼠的癌症，需要进一步的工作来获得一个能够支持人类研究和临床试验的数学建模框架。"该研究发表在《数学生物科学》（MathematicalBiosciences）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347975.htm

肿瘤化身 - 个性化癌症治疗的新方法

肿瘤化身-个性化癌症治疗的新方法该研究小组使用了从患者身上提取的未经治疗的癌组织中提取的类器官。图片来源：UNIGE然后将这些实验的结果编译成一个模型。这种方法为针对不同类型的癌症和许多其他疾病的个性化和增强治疗铺平了道路。该研究结果最近发表在《实验与临床癌症研究杂志》上。每年有超过140万人受到影响，其中700000人死亡，结直肠癌是世界上诊断出的第三大癌症，也是仅次于肺癌的第二大致命癌症。它的治疗主要基于称为FOLFOXIRI的化疗组合。然而，其有效性因患者而异，并且其副作用显着。它还会导致大多数患者出现进行性耐药。如何在不引起大量副作用的情况下为每位患者测试和优化化疗组合？由UNIGE理学院药学院副教授、肿瘤血液学转化研究中心(CRTOH)成员PatrycjaNowak-Sliwinska领导的UNIGE团队通过使用类器官找到了解决方案。这些在实验室中创建的三维细胞结构再现了某些组织和器官的结构和功能。类似器官“这些微组织本身并不是器官，”UNIGE理学院药学院博士后研究员、该研究的第一作者GeorgeM.Ramzy解释说。“它们有一些重要的生理差异，例如没有血管或神经系统。然而，它们是测试治疗的非常有效的模型。”研究人员从日内瓦大学医院(HUG)未经治疗的患者身上采集的癌组织开始。通过从这些组织中培养干细胞——逐渐分裂并组织成三维结构——科学家们能够从每个患者的肿瘤中产生类器官或类肿瘤。“然后，我们在不知道它们的遗传背景的情况下，在这些模型上测试了不同的药物，”PatrycjaNowak-Sliwinska解释道。这种个人背景在很大程度上决定了治疗的有效性。因此，研究人员从头开始，将他们的整个研究建立在实时观察细胞反应的基础上。快速、有效和定制化这些肿瘤化身暴露于目前临床使用的七种治疗方法。根据每个患者类器官的反应，调整这些治疗的组合和剂量。所有结果都经过数学建模，以预测每个类器官（即每个患者）的最佳疗效和剂量。这些测试进行了两周。“这是一个临床相关的时间框架：这是目前医学界在诊断后选择治疗所需的时间框架，”PatrycjaNowak-Sliwinska说。由于UNIGE研究实验室和EPFL之间的合作，研究人员随后能够确定每位患者肿瘤的阶段以及疾病进展中涉及的主要突变。该信息对于更好地了解每种药物组合的选择和作用机制是相关且必不可少的。“每个病人都是不同的，需要特定的治疗，”PatrycjaNowak-Sliwinska补充道。这种没有动物模型的创新方法刚刚获得了专利。它为多种癌症提供个性化治疗，也为心血管或病毒性疾病等其他疾病提供个性化治疗。肾癌的试验正在进行中。对于研究团队来说，下一步将是研究来自经过预处理的结肠癌肿瘤的类器官，因此这些肿瘤会显示出耐药迹象。目的还在于缩短优化过程的持续时间。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362697.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362697.htm

新研发的芯片可在第四周通过血液检测癌症治疗是否有效

新研发的芯片可在第四周通过血液检测癌症治疗是否有效3期非小细胞肺癌（NSCLC）约占肺癌的80%至85%，目前的治疗方法是化疗和放疗相结合，然后进行为期一年的免疫治疗。评估一个人对治疗的反应如何，重要的是评估癌症是否有可能扩散需要时间，而这并不是每个病人都有很多时间。现在，密歇根大学（U-M）的研究人员开发出了一种芯片，可以分析病人血液中的循环癌细胞，并在第四周之前告诉主治医生肺癌治疗的效果如何。该研究的共同通讯作者施鲁蒂-乔利（ShrutiJolly）说："目前，我们通常需要等待数周至数月才能完全评估癌症治疗的效果。"然而，有了这种芯片，我们也许就能避免长期无效的治疗，迅速转向替代疗法，从而使患者免受不必要的副作用。这项技术有可能改变癌症诊断，从延迟的单一评估转变为更持续的监测，促进个性化癌症治疗的提供。"CT扫描通常用于确定肿瘤是增大了还是缩小了，但只有大的变化才容易被发现。针刺活检可以提供更精确的信息，但这种方法具有创伤性，而且不能经常进行，无法定期提供最新信息。因此，研究人员对液体活检进行了研究，这种检测方法可以从患者的血液中寻找癌症的迹象，比如肿瘤脱落的癌细胞。与针刺活检不同，血液样本可以更频繁地采集，但只有当被检测的细胞达到可检测的水平时，血液样本才会发挥作用。研究人员说，肺癌在开发通过血液检测监测治疗的手段方面遇到了特殊的问题，这可能是因为以前的检测针对的是细胞表面的一种蛋白质，而这种蛋白质在这种癌症中并不常见。该研究的另一位通讯作者苏尼斯-纳格拉斯（SunithNagrath）说："我们正在寻找更灵敏的癌症标志物，以便用来密切监测治疗情况。"纳格拉斯的研究团队于2013年开发出了"GO芯片"，它只捕获循环肿瘤细胞（CTC），成功地解决了其他检测方法的不足。安装在芯片氧化石墨烯（GO，因此得名）纳米片上的抗体可以识别细胞表面的多种癌症特异性蛋白标记物。当血液通过芯片中的通道时，抗体会积聚这些标记物，最终收集到足够的标记物。被困在原地后，研究人员就可以对细胞进行计数，确认它们是否是癌细胞，并确定不同患者和不同治疗阶段细胞的生化特性有何不同。为了测试GO芯片能否监测肺癌治疗的效果，本研究的研究人员收集了26名接受化疗和免疫疗法的3期NSCLC患者的CTC。样本是在治疗开始前以及患者接受治疗的第一周、第四周、第十周、第十八周和第三十周后采集的。他们观察到，CTCs在治疗过程中会减少，减少幅度越大，预示着无进展生存期（PFS）会明显延长。如果在治疗的第四周，CTCs的数量没有减少至少75%，那么患者的癌症更有可能在治疗后持续存在。这些患者的无进展生存期为7个月，而CTC大量减少的患者的平均无进展生存期为21个月。他们还发现，癌症患者对治疗没有反应的CTCs激活了可能使癌症更具抗药性的基因。这些信息可能有助于开发有针对性的治疗方法，但还需要进一步研究。这项研究发表在《细胞报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415065.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415065.htm

研究人员揭示了胰腺癌如何抵御治疗的过程

研究人员揭示了胰腺癌如何抵御治疗的过程胰腺癌细胞（蓝色的细胞核）被显示为包裹在膜（红色）中的球体生长。资料来源：国家癌症研究所胰腺癌也是有效治疗最具挑战性的癌症之一，胰腺癌干细胞对化疗和免疫疗法等常规和靶向治疗都迅速产生抗性。因此，被诊断为胰腺癌的人的5年生存率仅为10%。由加州大学圣地亚哥分校医学院和桑福德再生医学联盟的研究人员领导的一个国际科学家团队发现了另一种机制，最具有抗药性的胰腺癌细胞可以逃避治疗。在发表于《自然-通讯》的一项新研究中，该团队揭示这些细胞利用通常抑制肿瘤的一组蛋白质中的一个成员，反而帮助癌细胞逃避治疗并更快地生长。以前的研究表明，胰腺癌的治疗抗性是由对常规药物的不同反应造成的，而肿瘤细胞的异质性（多样性）--特别是鼓励治疗抗性的干细胞特性--则助长了这种反应。在新的研究中，高级作者TannishthaReya博士（原加州大学圣地亚哥分校医学院药理学和医学教授及癌症生物学部门主任）及其同事调查了表观基因组学（告诉基因组该做什么的众多蛋白质）而不是基因组变化（特定于基因本身）的转变可能如何驱动抗性。哥伦比亚大学生理学和细胞生物物理学教授、赫伯特-欧文综合癌症中心转化研究副主任Reya说："胰腺癌干细胞是能够抵抗传统疗法并推动肿瘤复发的侵略性癌细胞，它们依靠表观遗传学调节来保护自己并促进生存和生长。我们想确定癌症干细胞用来更好地了解治疗抗性的基本工具和机制--也许是如何绕过它们。"Reya及其同事将目标锁定在SMARCD3上，它是调控染色质的SWI/SNF家族成员，染色质是形成染色体的DNA和蛋白质的混合物，是发育过程中干细胞功能的必需品。但是，虽然SWI-SNF亚单位通常作为肿瘤抑制剂，研究人员发现SMARCD3在癌症中被放大，在胰腺癌干细胞中明显丰富，并在人类疾病中上调或增加。而当研究人员在胰腺癌模型中删除SMARCD3时，该蛋白的缺失减少了肿瘤的生长并提高了生存率，特别是在化疗的情况下。Reya说："重要的是，我们发现SMARCD3有助于控制脂质和脂肪酸的代谢，这与癌症的治疗抗性和不良预后有关。数据表明，抗治疗的胰腺癌细胞依赖于SMARCD3，以帮助确保它们能够避免抗癌治疗和积极生长的代谢景观。这使得SMARCD3成为潜在疗法的一个令人兴奋的新目标"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345779.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345779.htm