熒光探針在胃癌靶向治療中的研究進(jìn)展

張成森， 劉 昶， 紀(jì)艷超， 王 垚, 孫旭陽(yáng)

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150001

專(zhuān)題·胃癌

熒光探針在胃癌靶向治療中的研究進(jìn)展

張成森， 劉 昶， 紀(jì)艷超， 王 垚, 孫旭陽(yáng)

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150001

胃癌已經(jīng)成為我國(guó)最常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤，盡管隨著醫(yī)療技術(shù)水平的發(fā)展，胃癌的治療效果有一定的提高，但是總體情況仍達(dá)不到令人滿(mǎn)意的程度。近年來(lái),熒光探針技術(shù)以及分子靶向治療的不斷發(fā)展使患者在低細(xì)胞毒性下接受治療，通過(guò)熒光探針標(biāo)記物可與胃癌細(xì)胞靶向基因結(jié)合，從而在指定設(shè)備作用下激發(fā)結(jié)合物，可以使患者體內(nèi)胃癌組織在光照作用下發(fā)出熒光，術(shù)者可以根據(jù)熒光顯像的位置判斷有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，精準(zhǔn)切除胃癌組織。本文概述熒光探針與胃癌靶向基因結(jié)合后用于胃癌細(xì)胞的檢測(cè)、有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及腫瘤組織精準(zhǔn)切除的應(yīng)用前景。

熒光探針；胃癌；靶向基因

目前胃癌最常用的治療方法是手術(shù)、化療及放療[1]，但是因?yàn)槊總€(gè)個(gè)體對(duì)治療都具一定有的差異，導(dǎo)致其治療結(jié)果局限性很大，不能達(dá)到理想的治療效果[2-4]。利用熒光探針與靶向基因結(jié)合而制成的探針會(huì)在胃癌的診斷治療中發(fā)揮極其重要的作用。

1 熒光探針用于腫瘤的治療進(jìn)展

熒光探針技術(shù)是通過(guò)各種材料制成的熒光標(biāo)記物與腫瘤細(xì)胞中特定基因結(jié)合，使它們?cè)谝欢l件下相互作用，然后再用特定設(shè)備產(chǎn)生的光照來(lái)激發(fā)腫瘤產(chǎn)生熒光[5]。這樣手術(shù)操作者就可以在直觀的條件下精準(zhǔn)地分辨出腫瘤的邊界位置，從而做到將腫瘤精準(zhǔn)切除，手術(shù)中的即刻熒光顯像技術(shù)使腫瘤的切除更加快速、直觀、準(zhǔn)確，同樣為腫瘤的切除帶來(lái)新的進(jìn)展。根據(jù)熒光探針技術(shù)制定的腫瘤特異性熒光探針,可以依據(jù)局部腫瘤發(fā)光的選擇性，對(duì)提高癌癥檢測(cè)和切除具有很大的潛力。在最新研究中，Urano等[6]應(yīng)用熒光腹腔鏡通過(guò)他們最新制備的熒光探針切除了大鼠體內(nèi)的卵巢癌，Hayashi等[7]建立了小動(dòng)物的腫瘤模型，這些模型是通過(guò)熒光標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞形成，然后再通過(guò)即時(shí)熒光顯像系統(tǒng), 經(jīng)過(guò)一系列的激發(fā)熒光的設(shè)備, 直觀發(fā)現(xiàn)了通過(guò)淋巴管中的移行和轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞。我國(guó)學(xué)者葉志強(qiáng)等[8]利用熒光素酶將肝癌細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，最后證明通過(guò)熒光顯像技術(shù)能夠及時(shí)呈現(xiàn)活體的裸鼠肝癌進(jìn)行肺轉(zhuǎn)移的情況，為肝癌的肺轉(zhuǎn)移治療奠定了基礎(chǔ),同樣為胃癌的量子點(diǎn)熒光探針診斷、治療做了基礎(chǔ)工作，為日后量子點(diǎn)熒光探針在胃癌的治療做出了貢獻(xiàn)。

2 量子點(diǎn)應(yīng)用于胃癌的研究發(fā)展

量子點(diǎn)(quantum dots, QDs)本身是通過(guò)少量原子組成的納米材料，它可通過(guò)變化粒徑構(gòu)成和大小來(lái)調(diào)節(jié)熒光的波長(zhǎng)，從而激發(fā)出熒光[9]，充分利用其能發(fā)出熒光的特性，應(yīng)用同一個(gè)激發(fā)光源來(lái)實(shí)現(xiàn)即時(shí)的多通道的檢測(cè)，并且應(yīng)用同一種材料進(jìn)行多色標(biāo)記后，隨著量子點(diǎn)光學(xué)的穩(wěn)定性以及量子產(chǎn)率的提升，其能夠與活體有良好的兼容，它們能夠發(fā)出的光譜很窄，而引發(fā)它們發(fā)光的光譜卻很廣。1998年以來(lái)，量子點(diǎn)熒光技術(shù)逐漸已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究范疇，為疾病的診斷與治療開(kāi)辟新的領(lǐng)域，隨著量子點(diǎn)技術(shù)的不斷成熟與創(chuàng)新，漸漸適應(yīng)人體代謝結(jié)構(gòu)，各種類(lèi)型的量子點(diǎn)納米熒光探針應(yīng)運(yùn)而生[10-18]。量子點(diǎn)能夠發(fā)揮作用是通過(guò)與生物分子的偶聯(lián)來(lái)完成的，所以說(shuō)與生物分子偶聯(lián)后的量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度極其重要[19-20]。Gao等[21]利用了一類(lèi)新型QDs 探針注射到體內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)熒光顯像并且精準(zhǔn)定位腫瘤，此項(xiàng)研究把QDs 探針與特異性抗體連接，再將探針注射到已經(jīng)用人的前列腺癌建成的小鼠模型體內(nèi)，借助熒光顯像技術(shù)可清晰觀察到腫瘤的位置、大小及邊界。以上研究發(fā)現(xiàn)使量子點(diǎn)熒光探針在胃癌中的應(yīng)用研究取得了重大進(jìn)步。He等[22]在對(duì)123例胃癌患者的研究中發(fā)現(xiàn)，他們制作出的納米熒光探針，通過(guò)它來(lái)特異性標(biāo)記含有成纖維細(xì)胞的小窩蛋白1(CAV-1)和輕鏈3B蛋白(LC3B)胃癌基質(zhì)，在熒光顯微鏡下觀察那些胃癌患者已經(jīng)染色的病理切片，這些切片都是經(jīng)過(guò)量子點(diǎn)免疫熒光成像技術(shù)處理的，在熒光顯微鏡下成像發(fā)現(xiàn)，胃癌患者生存時(shí)間越短，胃癌基質(zhì)中CAV-1含量越低，相反，基質(zhì)中高水平的LC3B可能對(duì)應(yīng)的是更長(zhǎng)的生存時(shí)間，如果將CAV-1與LC3B這兩項(xiàng)研究結(jié)合起來(lái)，對(duì)預(yù)測(cè)胃癌患者生存率和死亡率都有一定的意義，可以更好地指導(dǎo)患者合理生活，提高患者后期生活質(zhì)量。張?jiān)迄i等將人的胃癌特異性抗原TAG-72(Tumor-associated Glycoprotein72)的單克隆抗體CC49與碲化鎘材料的量子點(diǎn)特異結(jié)合所形成的標(biāo)記性探針，通過(guò)與人的胃癌細(xì)胞相結(jié)合經(jīng)過(guò)熒光顯像技術(shù)發(fā)出熒光。進(jìn)行一系列的對(duì)比觀察和對(duì)樣品特性進(jìn)行研究。探針之所以能與胃癌細(xì)胞結(jié)合，是因?yàn)槲赴┘?xì)胞表面可以檢測(cè)到抗原TAG-72，而正常胃黏膜上皮細(xì)胞株GES-1細(xì)胞表面并不能檢測(cè)到抗原TAG-72，所以通過(guò)熒光顯像技術(shù)能夠直觀地看到碲化鎘量子點(diǎn)與人的胃癌特異性抗原TAG-72的單克隆抗CC49相聯(lián)合的探針可以在體外與胃癌細(xì)胞株進(jìn)行結(jié)合而進(jìn)行熒光顯像，這些都為胃癌通過(guò)熒光顯像治療提供了基礎(chǔ)準(zhǔn)備，通過(guò)尋找胃癌細(xì)胞適當(dāng)?shù)陌悬c(diǎn)與量子點(diǎn)熒光探針相結(jié)合進(jìn)一步發(fā)展，為日后胃癌的精準(zhǔn)治療帶來(lái)了進(jìn)展。

3 胃癌細(xì)胞中能夠高表達(dá)HER-2基因

HER-2基因是人表皮生長(zhǎng)因子受體2基因，又稱(chēng)為C-erB-2基因，位于人的17q21染色體上，能夠編碼細(xì)胞膜糖蛋白，是一種擁有酪氨酸激酶活性的蛋白, 它完全屬于酪氨酸激酶Ⅰ型受體體系，HER-2基因不僅能夠使細(xì)胞生存、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，還參與癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移發(fā)展，影響著胃癌的遠(yuǎn)期治療，同時(shí)調(diào)控著細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、繁殖[23]。HER-2基因在胃癌細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)率在之前的實(shí)驗(yàn)研究得出的數(shù)據(jù)為9%～38%[24-25]，陳娟等[23]通過(guò)胃癌細(xì)胞中HER-2基因能夠高表達(dá)的生物醫(yī)學(xué)意義，胃癌細(xì)胞中的HER-2蛋白的過(guò)表達(dá)率為11.35%， 符合之前的文獻(xiàn)報(bào)道。HER-2基因在正常情況下以穩(wěn)定形式存在, 但是一旦經(jīng)受一些致癌條件的作用后, 其基因的調(diào)控或表達(dá)就不會(huì)以原來(lái)的形式出現(xiàn)，使其通過(guò)失控的形式來(lái)不斷地激活, 從而使其向具有腫瘤活性細(xì)胞轉(zhuǎn)化, 可促使細(xì)胞發(fā)生惡變，研究表明，已在結(jié)直腸癌、膀胱癌、卵巢癌等多種腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)HER-2的高表達(dá)，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn), 30%以上的人類(lèi)腫瘤組織中伴有HER-2基因過(guò)度表達(dá)，尤其是乳腺癌，HER-2基因的高表達(dá)率與其組織分化的程度、臨床分期息息相關(guān)，HER-2基因表達(dá)越高，恢復(fù)效果明顯下降。一些靶向治療藥物如曲妥株單抗、吉非替尼等藥物已為癌癥患者帶來(lái)了巨大的福音，它們通過(guò)分子定向作用將僅針對(duì)腫瘤細(xì)胞而發(fā)揮其藥物作用,而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)毒害性質(zhì)的藥物直接殺死腫瘤細(xì)胞，為患者治療取得了較大的進(jìn)展，而依據(jù)HER-2基因過(guò)表達(dá)率對(duì)胃癌的分化發(fā)展以及轉(zhuǎn)移具有重大的臨床意義，同樣可以通過(guò)HER-2基因的定向作用對(duì)胃癌患者進(jìn)行診斷、治療。

4 量子點(diǎn)熒光探針與胃癌細(xì)胞中HER-2基因結(jié)合展望

根據(jù)量子點(diǎn)獨(dú)有的本身特性明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)的有機(jī)染料，此熒光蛋白有著更大的表面積和優(yōu)越性，并且生物共軛的QDs與熒光蛋白有著非常相似性質(zhì)，可以應(yīng)用與胃癌中的HER-2基因特定結(jié)合的抗體，與量子點(diǎn)結(jié)合制成的探針可以作為胃癌的診斷媒介。近年來(lái)隨著探針對(duì)HER-2基因研發(fā)的單克隆抗體的抗癌藥物赫塞汀(Herceptin)的研發(fā)，通過(guò)分子靶向治療高表達(dá)HER-2基因的腫瘤細(xì)胞，并且已經(jīng)在具有HER-2高表達(dá)的乳腺癌的診治方面取得了良好效果，同時(shí)在歐洲針對(duì)胃癌患者高表達(dá)HER-2蛋白，Herceptin用于胃癌的靶向治療。因此，我們完全可以利用與HER-2結(jié)合的抗體與量子點(diǎn)制成熒光探針，從而可以應(yīng)用探針與HER-2高表達(dá)胃癌患者結(jié)合，再通過(guò)熒光顯像技術(shù)直觀顯現(xiàn)出胃癌組織的位置、大小、形態(tài)，從而達(dá)到精準(zhǔn)切除胃癌組織，同樣也可以將探針應(yīng)用于其他高表達(dá)HER-2的癌組織，用于診斷、治療癌癥。現(xiàn)在由于大多數(shù)的QDs 材料(如PdS、CdHgTe 及CdSeTe)都不能滿(mǎn)足高亮度和高穩(wěn)定性這兩項(xiàng)要求，以及QDs 的潛在毒性能是否能夠很好的解決，這都限制了QDs 廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中。研究能夠擁有高光度和高穩(wěn)定性為一體，且無(wú)毒性的量子點(diǎn)探針具有較大的意義，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)急需解決的問(wèn)題，也決定量子點(diǎn)熒光探針能否走向臨床。有研究提出鎘系QDs 的細(xì)胞毒性來(lái)源于其解離或存在于細(xì)胞表面的鎘離子；通過(guò)研究應(yīng)用核殼構(gòu)造封鎖了擁有一定細(xì)胞毒性的QDs，通過(guò)硫化鋅外殼來(lái)保護(hù)各種材料的QDs，基本沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞毒性，這種聚合物包裹的QDs 可以通過(guò)緩慢代謝排出體外?？傊瞥傻牧孔狱c(diǎn)熒光探針應(yīng)用于胃癌的檢查、判斷有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及精準(zhǔn)切除治療具有特殊意義，能夠發(fā)揮其更大的臨床效果。

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(責(zé)任編輯：王豪勛)

The progress of fluorescent probes in the targeted therapy of gastric cancer

ZHANG Chengsen, LIU Chang, JI Yanchao, WANG Yao, SUN Xuyang

The Fourth Clinical Medical College of Harbin Medical University, Harbin 150001, China

Gastric cancer has become one of the most common gastrointestinal malignancy in our country, with the development of medical technology, although the treatment effect of gastric cancer is improved, the overall situation is still not reach the satisfactory level. In recent years, with the development of fluorescent probe techniques and molecular targeted therapy, gastric cancer patients can be treated under the small cell toxicity, markers can be targeted gene and gastric cancer cells by fluorescent probes, we can use specified device to inspire combination, that the gastric cancer cells would fluoresce under the effect of light. According to the location of the fluorescence imaging, the doctor can judge the presence of lymph node metastasis and remove gastric cancer tissue accurately. This paper reviewed the prospect of gastric cancer cells combined with targeted gene, the technology used in the detection of gastric cancer cells, with or without lymph node metastasis and accurate resection of tumor tissue.

Fluorescent probe; Gastric cancer; Targeted gene

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.11.001

胃癌微創(chuàng)手術(shù)治療規(guī)范化研究(W2014RQ23)

張成森,在讀研究生。E-mail：492229374@qq.com

劉昶，主任醫(yī)師，博士，博士后，E-mail：changliu@163.com

R735.2

A

1006-5709(2016)11-1211-03

2016-07-14