機(jī)體內(nèi)源性生物標(biāo)志物（Biomarker）的敏感性和特異性對(duì)早期疾病檢測(cè)至關(guān)重要。一直以來，由于有效生物標(biāo)志物的缺乏，使得對(duì)疾病早期診斷以及對(duì)疾病進(jìn)展的監(jiān)控和治療成為了棘手難題。
來自美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Sanjiv S. Gambhir教授團(tuán)隊(duì)，利用生物工程技術(shù)、放射顯影手段、分子影像等方法，開發(fā)了一種基于體外基因工程修飾過的細(xì)胞，植于體內(nèi)的生物傳感器，可以實(shí)現(xiàn)高敏感性的腫瘤早期診斷。
圖片來源：作者Nature Biotechnology文獻(xiàn)
科研人員將巨噬細(xì)胞在體外基因工程化，將熒光素酶（報(bào)告基因）的表達(dá)和精氨酸酶-1啟動(dòng)子的激活，通過分子生物學(xué)的方法，是兩者融合在一起。M2型腫瘤巨噬細(xì)胞代謝物可以激活啟動(dòng)子，從而是基因工程細(xì)胞產(chǎn)生熒光素酶。
工程細(xì)胞構(gòu)建成功后，科研人員將這些細(xì)胞回輸?shù)浇Y(jié)直腸癌和乳腺癌的小鼠疾病模型中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些巨噬細(xì)胞可以遷移到腫瘤部位，激活精氨酸酶-1的表達(dá)。科研人員可以通過活體生物發(fā)光成像以及檢測(cè)血液中的熒光素酶的含量來監(jiān)測(cè)腫瘤。
科研人員發(fā)現(xiàn)，通過檢測(cè)血液中熒光素酶的含量，這種巨噬細(xì)胞傳感器可以檢測(cè)到大小為25-50立方毫米的腫瘤，這比目前臨床上使用的基于癌癥相關(guān)蛋白質(zhì)和核酸生物標(biāo)記物的診斷方法更為敏感。
此外，科研人員還發(fā)現(xiàn)這種巨噬細(xì)胞傳感器還可以有效追蹤肌肉和肺部炎癥模型中的免疫反應(yīng)，這表明這種方法還可以應(yīng)用于癌癥之外的其他疾病的檢測(cè)。
原始文獻(xiàn)：
Sanjiv S. Gambhir et al. Engineered immune cells as highly sensitive cancer diagnostics. Nature Biotechnology (2019). DOI https://doi.org/10.1038/s41587-019-0064-8
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