THIS MONTH 肿瘤半月谈

作者:宸安生物    时间:2019-05-16

科研新发现

Nature: 哈佛研究突破β细胞再生一大瓶颈

近日最新上线的一批《自然》杂志论文中,来自哈佛大学的一支团队带来了一个令人振奋的好结果——利用干细胞培育和分离技术,他们成功获得了大量能够制造胰岛素的胰岛β细胞。这有望为糖尿病患者带来全新的再生疗法!

近年来,单细胞测序技术的蓬勃发展,让我们得以了解大量细胞之间的异同。利用单细胞测序技术,我们能从成千上万个细胞中找到具有类似表达模式的细胞“小团体”,从而更准确地将它们进行区分。

研究人员们在分化得到的细胞中,找到了许多和正常胰脏细胞具有相似基因表达模式的细胞小团体。这些细胞包括制造胰高血糖素的α细胞和制造胰岛素的β细胞。而进一步的分析还探明,在分化出的β细胞上,还高表达有一种叫做CD49a的特殊蛋白。研究人员们首先使用了一种特殊的抗体,它的一端能结合CD49a,可以识别这些β细胞,而它的另一端则是藻红蛋白(phycoerythrin )。随后,研究人员们再加入了一种能够结合藻红蛋白的微珠。在磁力的作用下,这些微珠开始聚集,并通过“藻红蛋白 – CD49a抗体”,顺利地把胰岛β细胞给聚集起来。

在这样的富集后,干细胞分化出的细胞里,高达80%都是胰岛β细胞!

本研究对胰岛β细胞的富集示意图(DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1168-5)

Nature:谱写下一代癌细胞百科全书

癌细胞系(cancer cell line),是每个癌症科研工作者再熟悉不过的名词。想要在实验室中洞悉导致癌症的元凶,或是在药厂探寻攻克癌症的武器,必不可少的第一步便是获取癌细胞作为研究癌症的模型。

今天,已有近4000种癌细胞系从几千个癌症病人中提取,并在实验室中被成功培养。

深入分析这些细胞系,可以理解癌症的发生和发展的机制;将实验室中的药物加入细胞系当中,可以发现哪些新药有杀灭癌症的潜力。

博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard) 和诺华公司(Novartis Institutes for Biomedical Research)的科学家们强强联合,带来了癌症研究历史上规模空前的项目:癌细胞系百科全书 (Cancer Cell Line Encyclopedia, CCLE)。他们的目标是通过高通量基因组学方法,解码常用的一千余种癌细胞系的基因组、转录组、表观基因组和功能信息,并将这些信息作为资源免费向公众开放,让 CCLE 成为全世界癌症科研人员都能使用的百科全书。

在新版本的 CCLE 里,1079个癌细胞系的基因组(Microarray & WES)、转录组(RNAseq)、表观遗传组(DNA methylation & Histone Modification)信息被详细记录,899个癌细胞系的蛋白组和代谢组信息也被解读。除此之外,细胞系相关的临床信息、药物敏感度、gene dependency(by CRISPR screening)都被整合在 CCLE 当中。7年磨一剑,CCLE 已经成为了查找癌细胞系信息当之无愧的“百科全书”。

CCLE包含的部分信息 (DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1186-3)

Science重磅:史上首次!MIT研究用AI控制动物大脑活动

5月2日发表在Science杂志的一篇论文中,来自MIT的三位神经科学家对模拟大脑视觉皮层的计算模型进行了迄今为止最严格的测试。

三位作者分别是MIT大脑与认知科学系的负责人、麦戈文脑研究所调查员James DiCarlo,以及博士后研究员Pouya Bashivan和Kohitij Kar。他们利用目前最好的大脑视觉神经网络模型,设计了一种新方法来精确地控制单个神经元和位于网络中间的神经元群。

在一项动物研究中,研究团队随后表明,他们利用从计算模型中获得的信息创建了一些图像,这些图像能够强烈地激活所选定的大脑神经元。具体来说,Bashivan等人建立了一个人工神经网络来模拟目标视觉系统的行为,并用它来构建图像,这些图像要么能够广泛地激活大量神经元,要么选择性地激活一个神经元群,同时保持其他神经元不变。

然后,他们分析了这些图像在猕猴视觉皮层产生预期效果的有效性。结果显示,这些操作有很强的效果,并对神经元群产生了相当大的选择性影响。利用这些图像,神经网络被证明可以再现动物神经反应的整体行为。研究结果表明,这些模型与大脑非常相似,可以用来控制动物的大脑状态。

James DiCarlo表示,这项新研究有助于确定视觉模型在脑科学研究中的有用性。此前,关于这类视觉模型是否准确地模拟了视觉皮层的工作方式存在激烈的争论。

单个神经控制的一个示例 (DOI: 10.1101/461525)

《科学》封面重磅:奇迹!科学家造出了会“呼吸”的人造器官

近日《科学》杂志刊登了一篇具有里程碑意义的重磅论文。由美国莱斯大学(Rice University)与华盛顿大学(University of Washington)主导的一项研究克服了“3D打印器官”的一大障碍,有望为器官移植格局带来革命性的变化。

图中展示的是一个由水凝胶3D打印而成,模拟肺功能的气囊。它能够像肺部一样,朝周围的血管输送氧气。如何在3D打印器官的过程中兼顾多种不同的管道系统,便成为了科学家们的研究重点。

为了解决这一问题,这支团队使用了一种全新的3D打印技术。首先,按照电脑设计,他们会将一个三维的复杂结构分解为多层二维打印的蓝图;其次,他们使用一种液体的水凝胶溶液按蓝图进行打印,并通过特殊的蓝光将其逐层固化。这样一层一层堆积起来,就有了一个三维的凝胶结构。研究人员们称,这些打印出的结构性质柔软,生物可兼容,且内部有着精细的结构(分辨率达10-50微米)。更关键的是,在短短几分钟内,我们就可以完成打印.

在多种模型里,研究人员们验证了这一3D打印系统的可行性。他们发现,这一打印的“血管结构”本身具有足够的硬度,不会因为血液流动而破裂。此外,它也能承受对吸气和呼气的模拟。在测试中,研究人员们欣喜地发现,当红细胞从这一系统打印出的“血管”中流过时,能够有效从呼吸的“肺部”中获取氧气,这与肺泡附近的氧气交换如出一辙。

从设计到打印的全过程 (DOI: 10.1126/science.aav9750)

新产品与技术

《黑客帝国》将重现!人脑植入纳米机器人,秒速获取所有知识

近日,美国加州分子制造研究所的一项新研究项目“人脑/云接口系统(B / CI)”,可以将纳米机器人植入人体,实现与网络的实时连接。

纳米机器人(Nanobots)是一种比人类头发丝的宽度还小的微型机器人,这种机器人有望在未来以各种方式造福人类和地球。但要实现B/CI,需要一种特殊的机器人:神经纳米机器人。

正如该领域资深研究人Robert Freitas, Jr.所说:这些机器人将在人体血管系统内导航,穿过血脑屏障,并精确地在脑细胞之间、甚至脑细胞内部进行自动定位。然后,它们将编码的信息无线传输到一个基于云的超级计算机网络,以实现在网络中进行实时的大脑状态监测和数据提取。而且,这种脑机接口问世的时间可能大大早于很多人的预期,或许几十年内就可以实现!

研究人员表示,虽然目前还没有进行大规模人类试验阶段,但这项新生技术已经存在,并在较小规模上取得了成功。神经纳米机器人有望提供一种非破坏性、实时、安全、长期,并且实际上是自主的体内系统,可实现首个有效的人类 B/CI。

GRAIL宣布其多癌种早期检测产品获FDA突破性设备认定

当地时间2019年5月13日——肿瘤早筛明星企业GRAIL宣布,美国食品与药物管理局(FDA)已经授予其多癌种早期检测产品突破性设备(Breakthrough Device)称号。

——选择甲基化专利技术作为多癌种早期检测后续开发技术路线

——CCGA和STRIVE两项研究共纳入约11.5万名受试者;计划纳入5万名受试者的SUMMIT研究已经启动

——来自CCGA的新数据将在2019年美国临床肿瘤学会年会上公布。

该实验性血检产品被设计用于50岁或以上人群的多癌种早期检测。FDA突破性设备认定主要授予那些能够为威胁人类生命的疾病(如癌症)提供更有效诊断的医疗设备,目的是通过加速医疗设备的开发、评估和审核,让患者和医疗机构更快获取这些经认定的医疗设备。

GRAIL先前报告的数据来自其“循环游离基因组图谱”(CCGA)研究计划的首次子研究,该研究表明,其三种NGS血液检测方法能够从单次抽血中检测到多种致命癌症类型,假阳性结果的比率较低(并具有高特异性)。

此后,该公司选择甲基化作为其首选方法,并开发了一种基于甲基化测序的血液检测方法,优先针对基因组中信息最丰富的区域,以发现多种癌症的存在,并识别来源组织(即癌症起源的身体部位)。该血检方法目前正在通过CCGA的第二个预先计划分研究进行评估。

政策与共识

液体活检技术或将常规化,CTC捕获检测进入《CSCO乳腺癌诊疗指南》

《2019CSCO乳腺癌诊疗指南》(以下简称《指南》)在刚刚结束的2019年中国临床肿瘤学会(CSCO)乳腺癌年会正式发布,值得关注的不仅仅是临床用药治疗方案的全面更新和完善,还有循环肿瘤细胞(CTC)捕获和检测首次被正式引入《指南》,这不仅意味着肿瘤液体活检的技术空白得到填补,随着数据积累与临床证据支持,更预示了液体活检的使用或将变得更加常规化。

此次CSCO发布新《指南》,第八部分新增循环肿瘤细胞(CTC):CTC是指从恶性肿瘤原发部位脱落,通过血管或淋巴系统进入血液循环的细胞,它能够反映肿瘤组织的情况,也可以用无创方式替代组织样本进行病理诊断、疾病监测、分子测序等。正因如此,CTC不仅可以动态监测,还可以用于判断预后。

不容忽视的是,治疗方式和科学认知的进步,给乳腺癌的临床治疗掀起了巨大的变革,许多患者能够获得长期生存,然而,依旧有20%~30%的患者会出现局部复发或远端转移。

如果能够早期识别出高复发或转移风险的患者,及早干预将会使患者获益,而另一部分人也不必接受过度的治疗。业内人士指出,CTC技术的临床应用挑战主要取决于如何使用捕获到的循环肿瘤细胞,如果想要利用CTC技术来进行癌症预测筛查,而不是监测已经被诊断出患有某种特定癌症患者的治疗阶段,按照目前的临床数据和循证依据,依然面临比较大的困难。

如今,CTC在病情诊断、免疫治疗、预后评估等方面具有的重要临床应用价值逐步得到验证;CTC认识的拓展,其应用已经从数目走向了分子分型和细胞测序时代,并被认为是十分有效的辅助癌症诊疗手段。

国务院2019立法计划,生物医药有大动作

2019年内拟制定、修订的行政法规,与生物医药领域可能相关的摘要如下:

生物技术研究开发安全管理条例(科技部起草)

生物医学新技术临床应用管理条例(卫生健康委起草)

人类遗传资源管理条例(科技部起草)

医疗器械监督管理条例(修订)(市场监管总局、药监局起草)

《国务院2019年立法工作计划》第二项坚决贯彻落实党中央决策部署,科学合理安排立法项目,包含

——围绕提高保障和改善民生水平,提请全国人大常委会审议退役军人保障法草案,制定保障农民工工资支付条例、消费者权益保护法实施条例、城镇住房保障条例、住房租赁条例、社会保险经办管理服务条例、生物技术研究开发安全管理条例、生物医学新技术临床应用管理条例、建设工程抗震管理条例、城市公共交通管理条例,修订民办教育促进法实施条例、失业保险条例、食品安全法实施条例、生猪屠宰管理条例、医疗器械监督管理条例、化妆品卫生监督条例、收费公路管理条例。

——围绕有效维护国家安全,提请全国人大常委会审议密码法草案、原子能法草案、出口管制法草案、监狱法修订草案,制定领事保护与协助工作条例、外国人永久居留管理条例、关键信息基础设施安全保护条例、人类遗传资源管理条例。

细胞治疗首次写入2019年我国产业结构调整指导目录(征求意见稿)

近日,国家发改委就《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》公开征求意见。新版《产业结构调整指导目录》由鼓励类、限制类、淘汰类三个类别组成。其中,有关于医药产业的分别为鼓励类8项、限制类6项、淘汰类13项。在鼓励类别中,新技术、新药以及医疗器械被大量纳入。

与2011年版和2016年版目录相比,新版目录有许多调整。儿童药、短缺药以及基因治疗药物、细胞治疗药物等首次被增加进鼓励类目录。

按照目录介绍,鼓励类主要是对经济社会发展有重要促进作用,有利于满足人民美好生活需要和推动高质量发展的技术、装备、产品、行业。

产业结构调整目录一直被视为行业发展的“风向标”,从中可看出国家目前对产业发展的支持方向。列入鼓励类的相关产业将迎来新的发展机遇。例如布局创新药、基因及细胞治疗药物、儿童药等的企业。

行业新闻

立迪生物与Biolidics达成战略合作 布局东南亚市场共同开拓精准药物研发服务

2019年5月8日,上海立迪生物技术股份有限公司(以下简称“立迪生物”)和专注于开发细胞富集系统的Biolidics签署了战略合作协议。双方将发挥各自优势、共同推动全球药物研发和个性化用药的发展与进步。

此次合作是双方在一期成功合作的基础上,再次开启的二期战略合作,根据合作协议,立迪生物将开发利用Biolidics新一代的ClearCell® FX1系统平台进行循环肿瘤细胞的富集,并结合公司已有产品 OncoVee®primary cell culture kit(安可唯®原代细胞扩增试剂盒) 做细胞扩增和后续PDX/MiniPDX® 药敏检测。在两项技术优势的结合下,立迪生物将持续提高药物研发外包和个性化用药服务的能力,尤其有助于提高PDX和MiniPDX® 的服务水平。在本次合作中,Biolidics 也将在新加坡推广安可唯®原代细胞扩增试剂盒在新药研发中的应用。与Biolidics的进一步合作,也标志着立迪生物开始涉足布局东南亚市场,进一步加强了公司全球化发展战略目标。

药明康德宣布收购美国Pharmapace公司,拓展临床研究数据统计分析服务能力

研究服务公司Pharmapace。该公司为临床试验各阶段、注册申报及上市后支持提供高质量的数据统计分析服务。收购完成后,Pharmapace将成为药明康德旗下临床CRO公司康德弘翼的全资子公司,并将继续专注于拓展其核心的数据统计分析服务能力。未来,Pharmapace将与康德弘翼的相关临床研究服务业务进行整合。

恒瑞PD-1单抗获批上市

据相关知情人士称,恒瑞医药PD-1单抗卡瑞利珠单抗于2019年5月5日获批上市,用于复发/难治性霍奇金淋巴瘤,三线治疗。截至目前,国内已有4款PD-(L)1抗体获批上市。

我们愿与您共同面对当今医学最严峻的挑战