Nature子刊（IF=32）| 重大进展！邵慧琳团队开发新的技术，可实时监测靶向癌症治疗
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发布时间：
2021-03-10
当前用于测量药物与靶标相互作用的技术需要复杂的处理过程和侵入性组织活检，从而限制了其在癌症治疗监测中的临床实用性。
2021年3月8日，新加坡国立大学邵慧琳团队在Nature Nanotechnology （IF=32）在线发表题为“Extracellular vesicle drug occupancy enables real-time monitoring of targeted cancer therapy”的研究论文，该研究开发了一个分析平台，该平台利用循环的细胞外囊泡（EV）对患者血液样本中的肿瘤特异性药物-靶标相互作用进行基于活动的评估。
该技术被称为小分子化学占有率和蛋白质表达的细胞外囊泡监测（ExoSCOPE），利用生物正交探针扩增和匹配的等离激元纳米环共振器内分子反应的空间模式来实现EV药物动力学的原位分析。它可以测量细胞外囊泡分子亚群中的药物占用率和蛋白质组成的变化。当用于监测各种靶向疗法时，ExoSCOPE揭示了与细胞治疗功效密切相关的EV信号。该研究进一步将该技术应用于临床癌症诊断和治疗监测。 ExoSCOPE使用少量血液，可以在治疗开始后的24小时内准确分类疾病状态并快速区分目标治疗结果。
在过去的十年中，癌症治疗的范式已经从非特异性细胞毒剂演变为个性化，机制驱动的靶向治疗药物。
与传统的化学疗法会干扰所有快速分裂的细胞不同，靶向疗法会与对肿瘤存活至关重要的不同分子靶标相互作用，从而消除肿瘤。尽管靶向药物具有特殊的性质，但
目前在实体瘤中对其治疗的临床评估主要依赖于肿瘤体积成像，该成像被延迟且对药物分子相互作用不敏感。
为了改善在分子水平上靶向治疗的评估，正在开发新的分析技术以测量特定药物与靶标之间的相互作用。
例如，已经开发出热位移测定法，通过测量药物-靶标复合物的热稳定性变化来评估药物-蛋白质相互作用。由于这些变化是微妙的且非特异性的，因此该方法只能评估显示较大稳定性变化的高丰度蛋白质。在监测实体瘤中，由于需要重复进行侵入性组织活检，因此此类分析特别具有挑战性。因此，迫切需要开发一种基于血液的方法来表征药物-靶标相互作用以进行个性化治疗监测。
细胞外囊泡（EVs）最近已成为一种有前途的循环生物标志物。
细胞外囊泡是由多种哺乳动物细胞，尤其是迅速分裂的癌细胞活跃分泌的纳米级膜囊泡。这些囊泡在血液中大量存在，在介导细胞间通讯中起重要作用，并包含大量从亲代细胞继承的分子（例如蛋白质，核酸，脂质以及各种修饰）。基于最近有关药物结合靶标降解途径的研究结果，细胞外囊泡可能包含药物结合蛋白并反映细胞药物作用。
因此，捕获这种EV信息库可能会提出一种基于血液的新方法，以分子方式表征特定的药物-靶标相互作用。
在这里，该以及描述了一种纳米技术平台，用于通过对药物-靶标参与度和蛋白质表达变化的同时评估，对囊泡的不同亚群中的药物动力学进行基于活动的分析。该技术被称为小分子化学占有率和蛋白质表达的细胞外囊泡监测（ExoSCOPE），该技术利用生物正交探针扩增和等离子体共振器内分子反应的空间模式，来测量患者血液样本中的EV药物动力学。
利用这种检测-传感器协同作用，该技术证明了对EV药物占有率的敏感检测（仅约1,000个囊泡）。通过测量EV亚群的药物动力学，该研究开发了集成指标来实时反映细胞的药物占用和治疗效果。该研究进一步将该技术应用于临床标本的快速多参数分析。与测量血液中总药物浓度的常规血液药代动力学/药效学（PK / PD）分析相比，ExoSCOPE分析不仅可以准确分类疾病状况，而且可以在治疗开始后24小时内有效区分治疗结果。
https://www.nature.com/articles/s41565-021-00872-w
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本文授权转载自公众号：iNature
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