
隨著測序技術(shù)的不斷發(fā)展,癌癥的體液活檢技術(shù)逐漸壯大。體液活檢,顧名思義,是通過人體的體液(血液、尿液等)檢測診斷疾病的一種技術(shù)。由于體液活檢便捷而不失精準(zhǔn),被《麻省理工大學(xué)科技評論》評選為"2015十大突破"之一。摩根大通甚至認(rèn)為癌癥的體液活檢是一個(gè)千億美元級的大市場。
體液活檢目前檢測的對象有循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)、cell-free DNA(cfDNA)、循環(huán)RNA(Circulating RNA)和外泌體(exosomes)等。在眾多的檢測對象中,后起之秀外泌體近年來給我們帶來了不少驚喜。
外泌體是由細(xì)胞(正常細(xì)胞和異常細(xì)胞均可)分泌的,大多數(shù)外泌體直徑分布在50~100nm之間。目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為,外泌體的產(chǎn)生過程為:細(xì)胞膜內(nèi)陷,形成內(nèi)體(endosome),再形成多泡體(multivesicular bodies,MVB),最后分泌到胞外成為外泌體。外泌體中攜帶有母細(xì)胞的多種蛋白質(zhì)、脂類、DNA和RNA等重要信息。
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外泌體的發(fā)現(xiàn)要追溯到1980年代,由Eberhard G. Trams和R.M. Johnstone發(fā)現(xiàn)和命名。之后10余年間,外泌體一直沒有受到重視,直到1996年,G. Raposo發(fā)現(xiàn)類似于B淋巴細(xì)胞的免疫細(xì)胞也會分泌抗原呈遞外泌體,這個(gè)小東西這才引起人們的注意。1998年,L. Zitvogel等發(fā)現(xiàn)樹突細(xì)胞也可以分泌外泌體,這回研究人員意識到這個(gè)小東西很有可能是細(xì)胞之間的交流工具。再到2007年,H. Valadi等發(fā)現(xiàn),細(xì)胞之間可以通過外泌體中的RNA交換遺傳物質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)非同小可,這意味著細(xì)胞可以通過外泌體影響另外一個(gè)細(xì)胞,甚至可以把自己的基因強(qiáng)加給另外一個(gè)細(xì)胞。
研究人員逐漸對小小的外泌體產(chǎn)生了極大的好奇。他們發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞的外泌體與正常細(xì)胞的外泌體之間存在差異,腫瘤的外泌體會促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移,腫瘤周圍組織細(xì)胞分泌的外泌體具備殺傷腫瘤細(xì)胞的能力,等等。2013年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎頒給了三位科學(xué)家,他們分別是美國科學(xué)家James E. Rothman和Randy W. Schekman,德國科學(xué)家Thomas C. Südhof,以表彰他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部囊泡(外泌體等)運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制。外泌體在人體中的重要性可見一斑。
因此,一批利用外泌體檢測、診斷甚至治療癌癥的公司應(yīng)運(yùn)而生。
Codiak BioSciences利用外泌體發(fā)現(xiàn)早期癌癥
2015年11月17日,Codiak BioSciences獲得8000萬美元啟動資金,宣布成立。Codiak的科學(xué)創(chuàng)始人、安德森癌癥中心癌生物學(xué)主任Raghu Kalluri于6月24日在《自然》上刊文稱(1),胰腺癌癌細(xì)胞外泌體中包含的一種蛋白Glypican-1,這種蛋白有可能作為一種非侵入性診斷和篩查處于適合手術(shù)治療階段的早期胰腺癌。從研究成果公布到公司成立僅僅用了5個(gè)月的時(shí)間,可見Kalluri對這種胰腺癌早診技術(shù)寄予的期望之高。
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據(jù)Kalluri介紹,基于外泌體的胰腺癌檢測手段特異性和敏感性非常高,更重要的是它可以將慢性胰腺炎與早期或晚期胰腺癌區(qū)分開來。素有"癌癥之王"的胰腺癌,一直是個(gè)讓人聞風(fēng)喪膽的疾病。Kalluri團(tuán)隊(duì)這一發(fā)現(xiàn),無疑是一個(gè)巨大利好消息。難怪Codiak在成立之初便能夠獲得巨額融資。
與CTCs相比,外泌體的優(yōu)點(diǎn)在于,外泌體的采集不需要大量的血液(每毫升血液里面大約只有1個(gè)腫瘤細(xì)胞,而外泌體則數(shù)不甚數(shù));而且研究表明,即使在冷庫里保存30年的血液,也可以用于分離和檢測外泌體。
目前尚不知Codiak的首款產(chǎn)品何時(shí)推出。
Exosome Diagnostics利用外泌體精準(zhǔn)診斷癌癥
Exosome Diagnostics成立于2008年,在2010年5月獲得2000萬美元的A輪融資。在2014年開啟B輪融資,分3次完成,2014年3月獲得2700萬美元,2015年9月獲1760萬美元,2016年1月獲1600萬美元,至此B輪融資結(jié)束,累計(jì)獲得6000萬美元。B輪融資主要用于將首個(gè)癌癥診斷產(chǎn)品推向市場,同時(shí)擴(kuò)大診斷疾病范圍。
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1月21日,Exosome Diagnostics終于推出了世界首款癌癥診斷產(chǎn)品ExoDx Lung(ALK)。ExoDx Lung(ALK)是分析血液中外泌體RNA(exoRNA)的液體活檢技術(shù),這項(xiàng)產(chǎn)品可以靈敏、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)檢測非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者的EML4-ALK突變。據(jù)Exosome Diagnostics提供的數(shù)據(jù),ExoDx Lung(ALK)檢測非小細(xì)胞肺癌的靈敏度為88%和特異性為100%?梢杂糜趲椭t(yī)生確定哪些非小細(xì)胞肺癌患者可用ALK抑制劑靶向治療,尤其是對那些不能或者不愿進(jìn)行組織活檢的病人。
目前ExoDx Lung(ALK)已經(jīng)開始在美國銷售,臨床患者可以直接到Exosome Diagnostics官網(wǎng)申請訂購。
另外,據(jù)Exosome Diagnostics透露,肺癌檢測產(chǎn)品ExoDx Lung(T790M)和ExoDx Lung(EGFR)也將于今年面市,前列腺癌的尿液活檢產(chǎn)品也會于2016年面市。
Exovita Biosciences利用外泌體治療癌癥
Exovita Biosciences是從新墨西哥大學(xué)走出來的癌癥治療公司,它成立于2015年3月。Exovita在成立之初就從450余家從美國高校走出來的公司中脫穎而出,被冠以"全美10家最激動人心技術(shù)單位"的美譽(yù)。
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這主要得益于Exovita掌握著一項(xiàng)調(diào)動人體防御機(jī)制對抗癌癥的技術(shù)。與免疫治療的方法不同,Exovita并非要調(diào)動免疫系統(tǒng),而是調(diào)動正常人體細(xì)胞殺滅癌細(xì)胞。這個(gè)提法的確很新鮮,因?yàn)閭鹘y(tǒng)上認(rèn)為防御疾病是免疫系統(tǒng)的職責(zé),然而,新墨西哥大學(xué)助理教授Kristina Trujillo的研究告訴我們,癌組織周圍的健康細(xì)胞分泌的外泌體具備毒殺癌細(xì)胞的能力(2)。
據(jù)Trujillo介紹,他們團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)外泌體殺滅癌細(xì)胞的能力純屬巧合。有一天Trujillo用癌組織附近5厘米處的組織分泌的外泌體處理癌細(xì)胞,意外的發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞全死掉了。Trujillo開始以為這真是意外,就在不同的患者身上發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。因此他們認(rèn)為癌組織附近5厘米處的組織分泌的外泌體對癌細(xì)胞有殺傷作用。更可喜的是,這些外泌體對正常細(xì)胞沒有任何副作用。
最后,Trujillo又在更多的患者身上屢試不爽。就是只有一個(gè)問題,對于不同的患者,需要的外泌體的量不同。這個(gè)量到底跟什么有關(guān)?該如何控制?這是Trujillo團(tuán)隊(duì)遇到的另一個(gè)問題。
2015年6月,Exovita獲得了NIH的170萬美元的資助,用于開發(fā)這種利用人體自身防御機(jī)制對抗癌癥的研究。在此之前,Exovita還獲得了ACS(美國癌癥協(xié)會)和NCI(國立癌癥研究中心)共計(jì)50萬美元的資助。
目前Exovita主要專注于乳腺癌的治療,隨后也將開展胰腺癌、結(jié)腸癌和前列腺治療的研究。相關(guān)產(chǎn)品的具體面市時(shí)間Exovita沒有對外透露。
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