基因对化疗药物敏感性 (化疗药物敏感度检测)

一、 药物敏感性实验意义

目前化疗药物的治疗方案主要还是采用指南上一线和二线的药物推荐,这些是NCCN(美国国家癌症网络)上基于证据和共识的一种分类,一线是基于高水平证据提出的建议,而且专家组的意见是一致同意的。二线是基于低水平证据提出的建议,专家组一致同意。

但临床的经验性化疗方案的缓解率仅为30%~50%,通过药物敏感实验筛选对个体最敏感的化疗药物,实现肿瘤患者的个体化化疗,可能是提高化疗药物疗效和减少无效用药的一个重要手段。

二、化疗药物作用机理

体外化疗,肿瘤化疗药物敏感性试验我们首先从化疗药物的药理机制来说起,我们知道肿瘤细胞分裂和增殖旺盛,因此这需要不断地合成DNA,所需要的DNA的原料核苷酸也比较多。所以多数化疗药物其实是作用在这么一个过程之中。如抗代谢类药物,吉西他滨、甲氨蝶呤、5-FU、卡培他滨是通过抑制核苷酸合成代谢。烷化剂环磷酰胺,脱皮异构酶I*制剂抑**伊立替康和铂类药物是干扰DNA的复制。蒽环类药物如表柔比星是干扰转录过程。抗微管类药物紫杉醇、长春新碱类是干扰微管蛋白的聚合、解聚。

这样的作用机理,很好地说明了为何化疗药物应用这么广泛,几乎很多肿瘤都可以用,价格较为便宜,也容易获取。但是缺点大家也都能知道,化疗药物敌我不分,它们在消灭癌细胞的同时也会损伤正常的细胞,毒副作用大,个体疗效差异也大。而且研究表明,不管用多少次化疗,只能杀灭一定比例的癌细胞,并不能把所有的癌细胞杀灭干净,除了白血病等极少数的肿瘤,几乎没有肿瘤可以通过化疗彻底解决问题。平均而言几个疗程下来也会产生耐药。但总体而言化疗还是一个肿瘤控制过程中比较重要的一个*器武**。

三、肿瘤化疗药物敏感性实验

早在20世纪50~60年代就已经有人报告采用晚期癌症患者的肿瘤组织来进行抗癌药物敏感性的检测,通过这样的方法病人中位生存期也有明显延长。目前开展的肿瘤药敏实验有体内以及体外两大体系数十种方法。

表1 主要的肿瘤化疗药物敏感性实验方法(加粗的下面详解)

In vivo 法(体内) In vitro (体外)
Diffusion chamber法 SDI法/MTT法
裸鼠移植法 HTCA法/EDRA法
SRC法 MTT法
ATP-TCA法
HDRA法
CD-DST法

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、体内药物敏感性检测

体内药物测试方法具有模拟人体的内环境,保留肿瘤组织细胞在体内的活性以及解读机制,药代动力学更加接近人体、准确性以及敏感性高等特点。

比如使用裸鼠移植法,首先需要养好多老鼠(几百只是正常),因为好不容易做一次实验,即使只做肺癌一个癌种,那也要做Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期,再使用不同的化疗药物来查看药物敏感性,还要分出对照组……

然后移植接种肿瘤培养60d左右,接下来就是每日观察小鼠生活情况,记录潜伏时间及肿瘤外观……当然这里还会出现移植不成功的情况……

然后处死老鼠,观察病理组织学改变。所以很多做实验的小伙伴自嘲为养老鼠的、杀老鼠的,很多现在成功的代理商之前是送老鼠的……

体外化疗,肿瘤化疗药物敏感性试验 图2 最起码半年的努力成果照……

2 、体外药物敏感性实验

半个世纪以来,人们已相继建立了各种体外肿瘤药敏实验,为肿瘤的临床个体化治疗提供了越来越多的选择。体外测试肿瘤药物敏感性的方法也得到了一定的发展,目前最常用的有人体肿瘤细胞集落形成实验(HTCA)、四唑蓝比色法(MTT)、三磷酸腺苷生物发光法(ATP-TCA)、微组织块培养法(HDRA)以及胶原凝胶液滴包埋培养药物敏感性实验法(CD-DST)等。这里着重介绍下ATP-TCA和CD-DST。

1 ) ATP-TCA

该方法原理是内源性ATP含量可反映细胞活性,因为ATP是细胞代谢过程中的主要能量来源,细胞代谢过程中ATP水平处于相对稳定的动态平衡。 将肿瘤细胞在含有系列浓度的化疗药物条件下进行培养,一般有6个稀释浓度:200%、100%、50%、25%、12.5%、6.25%,培养时间为2天~5天。

培养结束后,提取病测定培养孔中的ATP浓度,ATP的测定是采用荧光素-荧光素酶系统来进行的,该系统在有氧条件下,发光强度与ATP浓度成正比。ATP的浓度反映了培养孔中的活细胞数量,含量越高,活细胞就越多,对化疗药物的抗性就越高。

总体实验过程为:

肿瘤-机械解离和消化-细胞悬液-加入药物/培养基-孵育3~5天-提取ATP-ATP荧光测定-评价。

2 )CD-DST

a )CD-DST 技术及原理

Yang J与1979年将老鼠乳腺癌上皮细胞种植到胶原凝胶基质中,发现肿瘤细胞在凝胶中生长状态十分接近其在生物体内的生长形态。之后,KoezukaM等在前人的研究基础上将胶原凝胶包被培养和图像分析系统相结合,找到一种新型测试药物敏感性的方法。1997年撰文发表,建立了CD-DST(Collagen gel Droplet culture Drug-Sensitivity Test)的体外药敏测试方法。自此,开始了CD-DST在各种实体瘤标本甚至包括胸腹水标本上的广泛应用。

作为化疗药物个体化治疗方案的优秀检测手段,基本他克服了细胞需求量大、实验操作复杂、设备要求高、实验周期长、标准不统一、与临床相关性低、无法区别肿瘤与非肿瘤细胞等一些体外化疗检测方法的缺陷。

b )CD-DST 技术检测流程

这里我就简单说,分为原代细胞培养、药物敏感性培养、结果分析几个主要步骤。

该方法的可评价率还是比较好的,手术材料的可评价率可达到80~90%,活检材料有一些方法取到的材料相对来讲可评价率低些,但总体来讲也还是比较令人满意的。

四、总结

个体对药物的反应是不同的,即使在同种肿瘤、同样病理分型,同样临床分期的情况下,也有可能出现这种差异。传统的“菜谱式”经验性化疗很可能造成化疗药物无法缓解病情甚至进展的结局,不仅增加患者经济负担,还造成不必要的伤害,更可怕的是导致出现多重耐药。因此,通过个体化化疗方案,可以在有限的时间内通过最佳方案进行治疗。

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