Tell-tale生物标志物检测早期乳腺癌

研究人员已经证明，磁共振成像(MRI)可以检测出乳腺癌复发和快速生长的肿瘤的早期迹象。他们的方法检测微转移，分离的肿瘤细胞有可能在身体其他部位发展成危险的继发性乳腺癌肿瘤。这种方法可能提供一种改进的方法来检测女性和男性乳腺癌的早期复发。这项工作在克利夫兰的凯斯西储大学(CWRU)完成，由美国国立卫生研究院下属的国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)资助。

NIBIB应用科学技术部主任Richard Conroy博士说:“MRI有广泛的诊断应用，并在乳腺癌检测和治疗监测方面显示出前景。”“研究人员在这项研究中使用的技术能够非常早地发现转移性扩散，这将使治疗更快地适应，并有望在未来带来更好的结果。”

这项研究发表在2015年8月21日的《美国医学杂志》上自然通讯，由陆正荣博士、CWRU M. Frank Rudy和Margaret Domiter Rudy生物医学工程教授以及癌症和其他疾病分子成像专家领导。

“我们用这项技术表明，我们可以检测到只有几百个细胞的非常小的肿瘤，”卢说，并补充说，这项研究突破了成像边界，揭示了比目前临床成像方式所能检测到的更小的癌症。“我们的成像技术有潜力区分侵袭性肿瘤和低风险肿瘤。这两件事可能会对临床实践和癌症管理产生重大影响。”

三分之一被诊断为乳腺癌的患者最终发生远处器官转移，死亡风险增加。乳腺癌转移到骨、肺、肝、淋巴结和大脑的几率很高。由于小型早期癌症对药物治疗最敏感，因此筛查是后续治疗的一个重要方面乳腺癌患者早期发现对于制定适当和有效的治疗干预措施至关重要。而包括MRI在内的多种成像技术目前用于乳腺癌检测和临床管理，他们既不能检测特定的癌症类型或早期癌症生长。

癌症扩散的最早迹象被称为微转移。顾名思义，它们通常太小，标准筛查无法检测到。卢博士的团队使用生化方法结合MRI来检测微转移信号的分子变化。为了检测微转移，Lu和他的团队使用了核磁共振成像(使用磁场和无线电波产生图像)，并将其与一种特殊的化学对比溶液结合起来。

该团队开发的对比溶液含有一小段蛋白质或肽，用微小的磁铁标记。他们选择了这种只有5个氨基酸的肽，因为它倾向于与癌细胞周围的蛋白质基质结构结合，称为纤维蛋白-纤维连接蛋白复合物。更重要的是，复合物中的纤维连接蛋白部分在细胞向癌症的转变过程中表达，并在细胞的生长、迁移和分化中发挥作用。纤维连接蛋白与高危预后差的乳腺癌相关。

研究人员收集了描述乳腺癌扩散到原始肿瘤之外的转移的图像。造影剂溶液中的金属分子在MRI过程中被磁化，并在溶液分子与目标蛋白质结合的地方增强图像。

“原发肿瘤向远处的组织和器官发送信号，为转移准备土壤，”卢说。“通过与磁性标记的肽结合，生物标志物得到增强，产生足够的信号，用于MRI检测小型高风险癌症和微转移。”

研究人员在他们引入的小鼠身上测试了这种方法乳腺癌细胞．在两周的等待期后，研究人员注入造影剂并进行核磁共振成像。MRI成像在小鼠的肺、肝脏、淋巴结、肾上腺、骨骼和大脑中发现了转移性肿瘤，包括微转移。

对图像的分析表明，研究小组使用的造影剂几乎只与纤维蛋白-纤维连接蛋白复合物结合，与正常组织相比，对微转移瘤和肿瘤产生了强烈而持久的图像增强。通过一种叫做冷冻成像的显微成像方法和MRI，研究人员证实了MRI技术可以检测到微转移，甚至可以观察到小于0.5mm(非常细的铅笔芯直径)的骨微转移。

在他们使用这种造影剂进行研究之前，Lu的团队已经进行了研究，以确定成像后它从体内的清除，这对安全的临床使用至关重要。他们的测试表明，这种毒剂很容易从体内清除，并且在组织中的滞留程度很低。因此，他们预计如果最终被开发用于临床，它将是安全的。

“某些形式的乳腺癌的复发率和转移性癌症的后果使这些努力变得紧迫和重要，”卢说，他补充说，他的研究团队也希望推进前列腺癌的检测方法。“我们认为这种有针对性的方法对临床高危癌症的早期成像有很大的希望。作为一种非侵入性的评估方法，它也可能变得有用乳腺癌治疗进展。”

该团队计划在未来三年内完成显像剂的安全测试。然后他们将用这种方法进行人体试验。