PNAS：实时成像肿瘤免疫应答
2015-04-21 叶予 生物通
科学家们开发了一种新技术，能够不进行抽血或者组织活检，实时成像免疫系统对肿瘤的应答。这一成果发表在本周的美国国家科学院院刊PNAS杂志上，是诊断癌症和监控治疗效果的一大突破。“每一个免疫学家都希望能够监控免疫应答的进行，我们有哪些选择呢？”这项研究的领导者，Whitehead研究所的著名免疫学家Hidde Ploegh介绍到。“我们可以检测血液，但血液只是免疫细胞的运输工具，并不是免疫应答的发生地
科学家们开发了一种新技术，能够不进行抽血或者组织活检，实时成像免疫系统对肿瘤的应答。这一成果发表在本周的美国国家科学院院刊PNAS杂志上，是诊断癌症和监控治疗效果的一大突破。
“每一个免疫学家都希望能够监控免疫应答的进行，我们有哪些选择呢？”这项研究的领导者，Whitehead研究所的著名免疫学家Hidde Ploegh介绍到。“我们可以检测血液，但血液只是免疫细胞的运输工具，并不是免疫应答的发生地。组织活检是侵入性的，而且可能会漏掉重要的特征。”
正电子成像技术PET一般用来监控癌症的代谢，研究人员希望用它来鉴定与炎症或癌症发展有关的免疫活性。为此他们使用了两种工具，单域抗体VHH和sortagging技术。
骆驼科动物的血清中天然存在着缺失轻链的重链抗体，克隆其可变区就会得到只含一个重链可变区的VHH抗体。“sortagging”技术利用细菌分选酶A（sortase A）来修饰抗体，使其携带肽类、脂类、荧光基团、蛋白等各种负载。研究人员将这两个工具结合起来，跟踪动物体内的VHH及其靶标。
已知肿瘤周围的组织往往含有免疫细胞，比如中性粒细胞和巨噬细胞。研究人员认为，适当标记VHH就可以定位这些肿瘤相关的免疫细胞。Ploegh指出，VHH特别小（大约是传统抗体的十分之一），因此它们有着超强的组织穿透能力。
Ploegh等人用羊驼生成了针对小鼠免疫细胞的VHH，然后对其进行同位素标记，将它们注射到小鼠肿瘤模型中。研究显示，PET成像能够快速准确的检测到肿瘤周围的免疫细胞。
“我们可以在肿瘤开始生长的最初几天，成像1毫米大的肿瘤，”文章的第一作者Mohammad Rashidian说。“我们对此感到非常兴奋，这将成为有力工具帮助人们研究肿瘤内外的炎症。”
研究人员相信，这一方法经过进一步改进，可以监控机体对癌症免疫疗法的应答。“免疫疗法要取得成功，我们就得深入了解肿瘤微环境，”Rashidian说。“现在我们可以在免疫疗法几周后，通过成像分析治疗的进展。”
原始出处：
Mohammad Rashidiana,b,1, Edmund J. Keliherc,d,1, Angelina M. Bilatea, Joao N. Duartea, Gregory R. Wojtkiewiczc, Johanne Tracey Jacobsena,e, Juanjo Cragnolinia, Lee Kim Sweea, Gabriel D. Victoraa, Ralph Weisslederc,d,f, and Hidde L. Ploegha,b,2.Noninvasive imaging of immune responses.PNAS, April 20, 2015; doi: 10.1073/pnas.1502609112
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