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2022年1月，瑞士洛桑联邦理工学院的Douglas Hanahan教授在顶级期刊Cancer Discovery上发表了题目为“Hallmarks of Cancer: New Dimensions”的综述文章，作者为曾参与前两版本发表的瑞士洛桑联邦理工学院的Douglas Hanahan教授。这是继2000年和2011年后，Douglas Hanahan教授第三次发表有关癌症特征性标记综述文章。十年磨一剑，基于前两次对癌症特征性标志的描述，文章将癌症的特征性标记更新为14种特征参数（参见下图）。至此，这14种特征参数将会成为癌症概念化标志新的核心组成部分，癌症概念化标志有助于我们将癌症在遗传学、细胞和组织生物学、病理学和治疗反应等的多样化表现进行综合化分析，从而提炼出一套逻辑化的科学理论，以便更加充分的理解癌症的发生发展机制，并用于癌症治疗中。  你有样本？我更有方案！ 癌症研究中对肿瘤标记物尤其是蛋白的检测是最为重要的研究领域之一，在科学家寻求检测新的癌症标记物时，对于样本量和检测指标的考量成为选择检测方法的重要指南。赛默飞作为全球生命科学领域的领头军，ProcartaPlex多因子试剂盒可以通过少量样本同时检测高达65种靶标蛋白，为肿瘤标记物筛选及药物开发、临床检测提供了非常方便快捷的检测手段。基于前期大量的科学数据及文献报道，ProcartaPlex引入了涉及免疫肿瘤、血管生成、细胞凋亡、癌症转移、细胞增殖、细胞死亡和外泌体等特性的标记物，为癌症生物标记物分析提供了一个非常完整的解决方案。针对于两位教授提出的“肿瘤十宗罪”（肿瘤十大特征参数，2011年提出的第二版本）赛默飞提供相对应的ProcartaPlex多因子检测试剂，除了市面上常规常见的靶标蛋白以外，基于赛默飞非常专业的抗体制备技术，赛默飞推出了ProcartaPlex多因子试剂盒独家的肿瘤检测靶点，为癌症的研究提供了独特的研究方案，下面我们会对试剂盒中独特的蛋白靶点进行详细的解读。  ADAM12 (a disintegrin and metalloprotease 12) ADAM12具有丰富的生物学功能，参与细胞-细胞和细胞-基质的相互作用，同时参与多种疾病的发生。乳腺癌作为严重影响女性生命健康的恶性在肿瘤之一，已有研究表明当人类的乳腺癌细胞暴露于缺氧状态会上调ADAM12表达从而激活表皮生长因子受体(EGFR)信号，加快乳腺癌细胞的迁移和侵袭[1]。越来越多的研究发现，ADAM12在健康组织中低表达，在多种癌症中（肺癌、乳腺癌、食管癌、肝癌等）高表达，并且与肿瘤的发展或预后参数密切相关，具有肿瘤诊断和预后标志物的潜能[2-4]。 PAPP-A (Pregnancy-associated plasma protein A) PAPP-A可以通过诱导高水平的游离胰岛素样生长因子1 (IGF-1)来促进胎儿生长，是唐氏综合征（DS）筛查标记物之一。最早发现PAPP-A与癌症的联系是在1985年，Kuhajda and Eggleston报道PAPP-A的高表达可以独立作为早期复发的I期乳腺癌的预测指标。2019年1月美国斯坦福大学医学院Heitzeneder等报告，PAPP-A或可作为尤文肉瘤(EWS)中高度差异化表达的治疗靶标，并首次并首次提供胰岛素样生长因子IGF-1信号有助于免疫逃避的证据，提示EWS与胎盘有共享的免疫逃避机制[5]。 HO-1 (Heme Oxygenase-1) HO-1是血红素降解的关键酶，具有器官保护功能。近年来发现HO-1除了器官保护以外，还对心血管疾病、糖代谢及在肿瘤发生发展中起到重要作用。在肺粘液表皮样癌细胞NCI-H292中，HO-1通过减少细胞的转移而表现出一定的抗癌作用。过表达Nrf2会引起HO-1的表达上调可以抑制NCI-H292细胞的增殖和转移，同时下调瘤原性的MiR-378，多个基质金属蛋白酶（MMP-1和MMP-9）和促炎因子IL-1β的表达。此外，还发现在小鼠乳腺癌中，Notch1/Slug通路介导HO-1的抗肿瘤作用。而近年来科学家对HO-1和氧化应激之间的调控网络的解释为将HO-1作为肿瘤治疗的靶点提供更好的策略[6, 7]。 Beta Catenin 2015年芝加哥大学的研究人员发现黑色素瘤细胞可以通过产生大量的beta-catenin，从而将它们自己与免疫系统的抗癌前线武器－T细胞屏蔽，该研究成果发表在著名杂志Nature上。作者发现表达高水平beta-catenin的肿瘤细胞可以抑制CCL4 的表达，因此，没有吸引来CD103+DC细胞，也没有T细胞向肿瘤的浸润。研究结果提示我们，对于那些对免疫治疗抵抗的患者，直接注射病人自身的CD103+DC细胞，或是先利用放疗引起肿瘤的炎症，接下来再联合使用免疫治疗，效果可能会更好。 TrkB (Tyrosine Kinase receptor B) 近年研究发现BDNF/TrkB信号通路在多种癌症中被激活，包括乳腺癌[8]，结肠癌[9]，肺癌[10]，胰腺癌[11]，卵巢癌[21]，皮肤黑素瘤[22]和口腔鳞状细胞癌(OSCC)等。文献表明TrkB通过激活Janus激酶2/信号转导和转录激活因子3 (JAK2/STAT3)和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/AKT信号通路[12]来诱导乳腺癌转移。BDNF和TrkB在肿瘤发生和肿瘤转移中发挥着关键作用，并与各种癌症类型患者的低生存率相关。 glypican-1 (GPC1) GPC1是早期胰腺癌检测的指标，2015年德克萨斯大学安德森癌症中心生物学团队在Nature发表了GPC1与外泌体的关系，成为大家争相研究的热点。发现GPC1+crExos与肿瘤负荷和生存期及病人的术后复发有密切关联，GPC1+ crExos可作为一种潜在的非侵入性诊断和筛查工具，用于检测早期胰腺癌，以促进可能的治愈性手术治疗。这篇文章的报道也将癌症与外泌体建立了密切的联系，细胞释放的外泌体通过传递生物信号在细胞间通信中发挥重要作用，癌症外泌体标记物的检测癌症的诊断和筛查提供新的研究思路[13]。 HSP90 (Heat Shock Proteins 90) HSP90是一类在协同伴侣蛋白（Hop,Stil）的帮助下通过共同调节其“客服蛋白”来维持细胞分化、生长和存活。“客服蛋白”的客户蛋白种类多达400余种，大多与肿瘤的发生和演进有着密切的关系，并且在恶性肿瘤中处于过度表达或持续激活状态，包括跨膜酪氨酸激酶（HER/neu、EGFR、MET、IGF21R)，亚稳信号蛋白(Akt、Raf21、IKK)，成熟信号蛋白(p53、kit、Flt3、v2Src)，嵌合信号蛋白(NPM2ALK、Bcr2Abl)，甾体激素受体，细胞周期调节因子(cdk4、cdk6)等[14-17]。HSP90在人体中起到一个“开关”的作用，处于很多信号通路的上游，通过HSP90的功能便可切断很多肿瘤相关信号通路的传递，针对HSP90的抑制剂可以作为一种肿瘤治疗的策略。 2020年，德克萨斯大学安德森癌症中心Raghu Kalluri教授在Science杂志发表综述，概览了当前外泌体领域的主要研究发现、面临的挑战，并对其生物医学应用提出了展望。与对外泌体在其他疾病中的作用的研究相比，外泌体在癌症中的研究进展迅速， 而且外泌体与癌症的几个标志性特征密切相关[18-20]。外泌体在肿瘤发生、肿瘤生长、转移、副肿瘤综合征和治疗耐药性等都发挥重要作用。液体活检作为一种非侵入性的疾病诊断方法，已成为当前无创性临床诊断的研究热点，以外泌体为基础的液体活检是未来肿瘤分子诊断发展的方向。此外，作为脂质双分子层的天然囊泡，外泌体还是一种良好的药物递送载体，在肿瘤治疗方面具有巨大的开发潜能。2021年11月，Codiak BioSciences公司公布了创新工程化外泌体疗法候选药物exoSTING，在首个单药治疗实体瘤的1/2期临床试验中获得了初步积极数据，这一技术平台为肿瘤的个体化靶向性治疗提供了研究基础。 外泌体功能研究的第一步，即进行外泌体的鉴定。根据MISEV2018指南，蛋白质印迹法（Western Blot，WB）鉴定EVs蛋白至少需要检测膜蛋白[如CD63、CD81、CD82、Major Histocompatibility Complex（HLA）、integrin等]，膜结合蛋白[ALIX、Tumor Susceptibility 101（TSG101）等]或外泌体游离蛋白（HSP70、ACT等），另规定了不同种类样本应酌情考虑阴性对照以用于反应富集的细胞外囊泡样品的纯度[21]。 赛默飞针对外泌体鉴定特别推出了外泌体鉴定检测试剂盒，该试剂盒共检测6种靶标蛋白，包括最常见膜蛋白指标CD63、CD9、CD81、晚期激活抗原4 (very late antigen 4，VLA-4)及Syntenin-1蛋白[22]，其中表达在线粒体中的Cytochrome C（细胞色素C）作为阴性对照。此外载脂蛋白（apoprotein，Apo）APO-B和APO- 1/2可用作阴性对照，与外泌体鉴定试剂盒进行搭配使用。相较于WB、酶联免疫吸附测定法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）等方法，ProcartaPlex试剂盒可以将鉴定试剂盒与检测指标进行灵活自由组合，使用少量样本检测多种指标，具有快速、灵活、稳定性高等优势，尤其在外泌体标志物在临床样本检测提供了更加方便快捷的方法。 除了以上详细介绍的针对肿瘤细胞无限增殖和转移、细胞死亡及外泌体鉴定试剂盒以外，对应Weinberg 和Hanahan教授在2011年提出的十大癌症参数赛默飞都有对应的ProcartaPlex检测试剂盒（如我们上一期解读的肿瘤免疫共检查点试剂盒），为科学家对癌症的发生发展的研究提供强有力的检测工具。癌症目前仍是对人类生命健康安全影响最为严重的疾病，随着科学的发展尤其是生物医药技术的飞速发展，人类对于癌症机理的不断探索及对治疗药物孜孜不倦的研发，单抗药物、细胞治疗药物等等在近几年也取得了非常显著的成效。但癌症的复杂性也就意味着攻克癌症依然有很长的路要求，在2022年版本中，Hanahan教授提到：一些癌症特征已经得到了验证,新增加的癌症特征将作为“试验气球”促进癌症研究界的讨论并激发出新的调查成果,不断完善我们对癌症生物学的理解。对于癌症研究这个“剧本”充斥着新的挑战，路漫漫其修远兮，让我们共同努力，期待下一个十年之约。 |
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