1.无创检测：大数据分析！一滴血便可检测是否患癌
美国知名研究学者近期开发出一款软件，能帮助临床人员对患者的血液进行分析，快速判断患者是否患有癌症，并且能定位癌变的位点。这项研究于本周发表在《Genome Biology》上，通讯作者是美国加州大学旧金山分校（UCSF）的Jasmine Zhou教授。
这款软件的思路比较简单：利用目前针对各类癌症的表观遗传学标记数据库，研究人员寻找血液中癌症细胞的DNA分子的结构和信息，并将其与所搭建的数据库进行比较，从而进行早期的诊断和癌症分子分型。通过对29名肝癌患者、12名肺癌患者和5名乳腺癌患者的血液样本进行分析和测试，研究人员发现：相比同款研究工具（Random Forest和Support Vector Machine)，这款新软件的错误率是最低的且仅为0.265。值得一提的是，尽管早期的癌症患者血液中的DNA含量过低，但是该软件仍能进行检测分析。


▲肺癌不同阶段的基因突变类型（图片来源：Clinical Cancer Research）
该项研究的作者Jasmine Zhou教授表示：“介于现有有限的血液样本数，目前这项分析软件仅在乳腺癌、肝癌和肺癌这3种癌症类型中得以测试。总而言之，患者的血液样本中肿瘤DNA的含量越高，这个分析软件所能达到的准确度越高。所以，相比血液循环不高的器官，如乳房，血液循环较高的组织器官，如肝脏和肺部比较容易进行癌症早期诊断。”
2.液体活检：一次血检透视癌症迹象
加州大学伯克利分校的研究学者从乳腺癌患者的血液中分离出肿瘤细胞，并运用微型物理学技术设计出针对血液中癌症细胞的蛋白生物标记物的一项完整精准测试。这项研究于上周末发表在《Nature Communications》上。这项研究是伯克利大学的研究人员与斯坦福大学的乳腺癌外科医生Stefanie Jeffrey博士与生物技术初创公司Vortex Biosciences共同合作完成。


▲微型装置用以测试患者癌症细胞的蛋白质标记物的流程图（图片来源：《Nature Communications》）
血液中的癌症细胞是十分“珍贵”的，它们通常能提供关于患者癌症方面的众多信息，而在癌症患者初期，上述细胞不仅数目少，而且成分复杂。在物理学家和工业界工程师共同合作情况下，研究人员研发出微型流体装置，能够将大型细胞群分为不同样本群。该研究小组设计出了一项系统，能连续处理从血液中所搜集的细胞。
在这项装置帮助下，研究人员将血液中提取的“珍贵”癌症细胞置于微孔培养板上，随后，上述癌症细胞会裂解开并伴随其中的蛋白质释放。然后，在荧光探针的辅助下，研究人员可辨别不同的肿瘤细胞的蛋白质标记物。
“微型装置在这项研究中是至关重要的。通过一项小型装置设备，我们能很快进行整体测试，”该项研究的领导者，斯坦福大学生物工程系Amy Herr教授说道：“而倘若没有这一整合的微型装置，而是进行一步步所独立的测试步骤，我们很难保证细胞的完整性。”
3.靶点开发：Nature：斯坦福发现新抗原靶点，个体化治疗淋巴瘤
癌症体细胞在突变后可以产生用于区分恶性细胞与正常细胞的新抗原（neoantigens）。然而，在肿瘤研究领域，如何在个体化层面鉴定这类新抗原和相关验证仍然是一巨大挑战。斯坦福大学（Stanford University）下属的“新抗原鉴定管道”研究项目在外套细胞淋巴瘤（MCL）患者的人源白细胞抗原（HLA）II类分子上发现了患者特异性的“独特型（idiotypic）”免疫球蛋白肽。这一重大创新研究成果发表在了上周三《自然》杂志上。该论文通讯作者之一、斯坦福大学肿瘤学教授Ash A. Alizadeh博士认为，这一新抗原可有望开启高效的个性化癌症疫苗或T细胞疗法。
研究人员通过使用整合的基因组和蛋白质组学策略来发现人类外套细胞淋巴瘤中的新抗原，该研究管道线从每个患者收集了预处理肿瘤和非肿瘤组织样品，然后使用质谱法鉴定与所有HLA I类等位基因和肿瘤样品的主要组织相容性复合物II类DR（HLA-DR）相结合的多肽分子。然后，这些肽链与通过肿瘤和非肿瘤样品的DNA测序鉴定的突变肿瘤表位进行了交叉参考于是获得了一系列新抗原：也就是位于HLA分子上，呈递给T细胞的突变表位。


▲研究人员整合基因组和蛋白质组学策略来发现人类新抗原（图片来源：《Nature》）
Ash Alizadeh博士评论说：“数据表明，研究中的每位患者都有免疫球蛋白抗原呈递HLA II类分子。如果我们在免疫球蛋白区域洞察某些序列特征，便可能省略质谱分析，并推断出抗原肽的存在。”接下来的研究步骤包括使用该方法鉴定其他癌症患者中的新抗原，并采用该方法逐步发现其他HLA II类等位基因。