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来自剑桥大学的研究人员发明了一种“绑线胶囊”,“绑线胶囊”可以帮助检测早期食管癌。该研究发表在近期的Nature Genetics杂志上。
胶囊里面装有“Cytosponge”,当胶囊吞食下去后,胶囊表面溶解,暴露出海绵状的Cytosponge,在将胶囊取出的时候,海绵状Cytosponge会刮擦食道内壁,获得食道组织。“绑线胶囊”可以获取整个食道的组织,而标准的组织活检检测只能获取食道某个位点的组织。
Barrett食管通常是食管癌的病变前阶段,该阶段食管内层细胞开始出现形态变化,并且生长不正常。这种变化是胃食管反流的发生原因。每100例Barrett食管患者中有1-5例患者会发展为食管癌。食管癌如果不在早期发现,往往很难治疗。
目前,Barrett食管和食管癌的诊断都是采用组织活检,观察组织细胞的生长和形态情况。这样检测方法具有主观性,需要经过专业训练的科学家对组织的异常情况进行鉴定。对食管癌的发生机制和基因突变情况的了解,可以帮助医生在早期检测出食管癌,为患者提供更好的治疗方案。
另一个早期发现食管癌的方法是监测重要基因的变化情况。研究显示,标准的组织活检方法可能会遗漏重要的基因突变。而用本研究发明的Cytosponge检测,更能获取到关键突变的信息。
Barrett食管的麻烦之处是,它在食管的存在长度可能长达10cm,并且看起来每个位点都一样Fitzgerald教授解释道。“我们给Barrett食管做了一张突变图谱,发现不同位点的细胞存在大量的突变体。有些细胞可能存在重要突变,有些则没有。如果做一个组织活检,是否能检测出重要突变只能看是否在命中这个位点了。Cytopsonge就能消除这种靠运气的检测事情。”
Fitzgerald教授和同事从23例患者中获取了Barrett食管和食管癌相同位点测样本,对其进行基因组测序。另外还从1例Barrett食管患者的获取了3年的73例样本,同样进行了基因组测序。
研究者发现了基因组的突变模式——DNA的一个碱基可以突变为另一个,比如从碱基C变为碱基T——会形成诱发肿瘤的“指纹”。之前肺癌中也有相似的研究,肺癌中的研究显示,吸烟会改变个体的DNA指纹。剑桥大学的研究者认为,食管的分子指纹改变是由胃酸反流到食管,造成食管内层细胞损伤而形成的;在Barrett食管和食管癌中可以找到一样的分子指纹,这说明分子指纹的改变发生在病程的早期。
即使是在没有发展为癌症的Barrett食管中,研究者发现了大量的突变——平均每例突变数量为12,000(癌症的平均突变数量为18,000)。很多突变可能是不重要的突变,这些突变总是在不断发生,但是不引起癌症。
研究者发现存在突变倾向,有的患者存在很多单个突变,但是这些不引发癌症。也存在这样的情况,患者不仅基因之间,染色体之间也存在大片段替换,但是也不引发癌症。
共同作者Caryn Ross-Innes博士补充道:“我们对由组织如何从癌前病变演化为癌组织了解很少,特别是对食管癌的这方面的认识更少。Barrett食管和食管癌有很多相同的突变,但是我们现在对哪突变是重要突变,哪些重要突变会将癌前阶段转化为癌组织有了更进一步的认识。”