哈佛大學科學家工程化設計的人類蛋白或成為精確的癌症診斷試劑

哈佛大學懷斯學院的科學家工程化改造了人血液調理素蛋白，稱之為FcMBL（Fc-甘露糖結合凝集素），這種工程設計的蛋白最初是被開發作為一種廣譜的病原體捕獲劑，而非針對循環腫瘤細胞（CTCs）。據報道，研究團隊採用包裹有FcMBL的磁性微球捕獲了7種不同類型癌細胞90%的細胞。研究者稱，這種新的方法在癌症診斷中可能有用。

「因此，FcMBL捕獲技術或能提供一種新的工具，用以有效地捕獲廣泛的CTCs，因為它以腫瘤細胞表面特定的標誌物為目標，而這些標誌物在不同類型的細胞上有表達，並且會在整個轉移過程中有保留，」研究人員在一篇論文中寫道，論文標題為「工程化人Fc-甘露糖結合凝集素可捕獲循環腫瘤細胞」，其在《Advanced Biosystems》上發表。

「我們能夠迅速隔離體外及血液的CTCs，包括使用現代標準CTC靶向技術不能對其限制的一些CTCs，」懷斯學院主要高級職科學家、哲學博士Super稱，他也是這項研究的共同作者。

目前的CTC診斷系統通常利用癌細胞標誌物-上皮細胞粘附分子（EpCAM），其在腫瘤細胞中高度表達。然而，當腫瘤細胞轉變成CTCs時，癌細胞上的EpCAM表達就會下降，具有諷刺意味的是，當在重要關頭想知道患者癌症是否已轉移時，基於EpCAM的檢測卻不太精確了。

Super解釋稱，懷斯學院的捕獲技術利用了人體內發現的一種天然蛋白-甘露糖結合凝集素（MBL），它可以識別細菌及其它病原體表面上的碳水化合物並與之結合，將其標記，然後由免疫系統將其毀滅，他還補充道，健康人體細胞的碳水化合物模式與之不同，其對MBL有免疫力。然而，許多癌細胞有異常的碳水化合物，其類似於病原體上發現的碳水化合物，因此容易受MBL結合的影響。

該團隊之前開發了一種基因工程版本的MBL，為使分子穩定，其結合部分與一種抗體Fc片段融合（FcMBL）。過去的研究表明，當微小的磁性微球包裹上FcMBL並被加入到各種病原體時，包裹FcMBL的微球就會與這些細胞的表面結合，應用磁場後，這些微粒就會拖動它們結合的細胞沿磁力方向前進。

為評價這種系統是否可以專屬地針對CTCs，研究人員在小鼠身上植入了熒游標記的人乳腺癌細胞，並讓腫瘤發展28天，然後檢測血液，以確定CTCs的數量。他們然後將這種血液與包裹FcMBL的磁性微球混合，並通過磁場將混懸的微球拉出。

「包裹FcMBL的微球不太可能與正常的細胞結合，所以當我們檢測癌細胞與正常細胞的相對運動時，癌細胞運動的速度更快，因為它們在磁場下被微球拖動，」第一作者Kang博士稱，他是懷斯學院的一名技術開發人員。目前他在韓國蔚山國家科學技術研究所是一名助理教授。CTCs在血液中的濃度也下降了逾93%，這表明FcMBL可有效地捕獲血液中的CTCs，即使在EpCAM表達減少之後。

該團隊然後針對其它6種癌細胞類型對其系統進行了測試，包括人非小細胞肺癌、肺癌及惡性膠質瘤。包裹FcMBL的微球有效地捕獲了所有6種類型腫瘤細胞90%的細胞，這可以與靶向EpCAM的方法相媲美。這種微球也能捕獲2種不能被抗EpCAM抗體成功結合的腫瘤細胞（肺癌及惡性膠質瘤）。

「我們的結果表明，雖然EpCAM標誌物對一些腫瘤可以使用，但隨著時間的推移，由於EpCAM表達減少及細胞轉移，這種標誌物就會變得很少，不再那麼有用，」Super博士稱。「我們的FcMBL系統可替代以EpCAM為基礎的診斷方法，也可以在EpCAM停止表達後作為一種後續方法使用。為了確定FcMBL靶向CTCs上的哪種碳水化合物分子，研究人員打算繼教他們的研究，這可能會進一步提高捕獲的專屬性及有效性。

參考文獻：

［1］Human ProteinEngineered to Capture Circulating Tumor Cells

［2］An Engineered Human Fc-Mannose-Binding-Lectin CapturesCirculating Tumor Cells

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