GIST通过逐个分析癌细胞,精确诊断免疫抗癌药效果
分析肿瘤中各细胞的遗传错误以预测免疫反应…克服以“平均值”为基础的既有检测局限

光州科学技术院(GIST)开发出一项可在细胞水平分析癌细胞、从而精确预测免疫抗癌治疗效果的技术。由于能够预先评估反映各患者肿瘤特性的治疗成功可能性,有望提升个体化抗癌治疗的准确度。


GIST表示,生命科学系教授 Park Jihwan 研究团队开发出一种在单细胞水平分析免疫抗癌治疗反应的技术“scMnT”,并于6日对外公布。

用于预测免疫抗癌治疗反应的生物标志物MSI的概念图。当前免疫抗癌治疗仅依据是否存在MSI来判断治疗可能性,但本次研究注意到肿瘤内部各个细胞的MSI程度不同,提出了一种将其作为“强度”概念进行定量分析的新方法。研究团队供图

用于预测免疫抗癌治疗反应的生物标志物MSI的概念图。当前免疫抗癌治疗仅依据是否存在MSI来判断治疗可能性,但本次研究注意到肿瘤内部各个细胞的MSI程度不同,提出了一种将其作为“强度”概念进行定量分析的新方法。研究团队供图

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免疫抗癌治疗是通过诱导患者自身免疫细胞攻击癌细胞的一种治疗方式。但即便是同一种癌症,不同患者之间的治疗反应差异也很大,部分患者几乎看不到疗效,这一直是个问题。


研究团队认为,这种差异与癌细胞内部的遗传学特征相关,尤其关注在DNA重复区段中复制错误不断累积的“微卫星不稳定性(MSI)”。一般认为,MSI水平较高的癌细胞会产生大量异常蛋白,使免疫细胞更容易识别,因此对免疫检查点抑制剂等免疫抗癌药物的反应性更高。


现有检测采用对整个肿瘤一次性分析的“整体(Bulk)分析”方式,难以精细反映肿瘤内部各细胞之间的差异。由于是以平均值为中心的分析方式,存在可能遗漏实际治疗反应较低细胞区域的局限。


本次开发的scMnT技术,可分别分析肿瘤内数万枚细胞,定量测定每个细胞的MSI强度。其特点在于,并非简单将MSI划分为“阳性·阴性”,而是将每个细胞MSI表现的强弱程度进行数值化。


研究团队将该技术应用于实际结直肠癌患者数据后发现,即便在同一肿瘤内部,也存在MSI数值较高的细胞与较低细胞共存的“肿瘤内异质性”。

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尤其是在MSI强度较高的区域,免疫细胞T淋巴细胞大量聚集,对癌细胞的攻击非常活跃;而在MSI较低的区域,免疫反应则相对迟钝。其含义在于,肿瘤内部的微小差异可能会转化为实际治疗效果的差异。


研究团队说明,MSI强度越高的肿瘤,整体上免疫抗癌治疗反应也呈现出更佳的趋势。因此,他们期待scMnT技术能够应用于制定患者个体化治疗策略以及预测对免疫抗癌药物的反应。


Park Jihwan 教授表示:“本研究为将MSI从简单的二元指标提升为可理解的定量指标奠定了基础”,“今后有望为制定癌症患者的个体化治疗策略以及提高免疫抗癌治疗成功率作出贡献”。



本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团(National Research Foundation of Korea)中坚研究支援项目,以及中小风险企业部·中小企业技术信息振兴院(TIPA)等机构的资助下完成。研究成果已于上月14日在线发表于国际学术期刊《Briefings in Bioinformatics》。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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