化學(xué)藥物治療(即化療)在腫瘤的一線治療中占比約60%，是腫瘤的三大治療手段之一。但自其應(yīng)用至今，化療的耐藥性一直是科學(xué)家們致力解決的關(guān)鍵問題。究其原因，由于腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性和可塑性，部分腫瘤細(xì)胞在給藥一段時間后，通過耐藥基因的過表達(dá)而對治療藥物產(chǎn)生耐藥性，使得治療效果變差乃至完全無效。目前已報道的方法無法從根本上區(qū)分、分選出具有耐藥性的腫瘤細(xì)胞，更不能對耐藥細(xì)胞比例、耐藥程度進(jìn)行全面評估，其精準(zhǔn)度和適用范圍也受到制約，腫瘤耐藥性的診斷和治療很大程度上仍處于“盲人摸象”的狀態(tài)，從而無法對化療用藥給予進(jìn)一步指導(dǎo)。
針對如上背景，為了對腫瘤化療耐藥性提供一種準(zhǔn)確、高效的評估方法，并指導(dǎo)相應(yīng)的治療方案，近日，上海交大竇紅靜教授團(tuán)隊與復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院許國雄教授團(tuán)隊、上海交大附屬瑞金醫(yī)院周敏教授團(tuán)隊合作，以基于多糖的熒光納米顆粒為底物來檢測腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞行為的異質(zhì)性，并由此建立了一種基于多糖熒光納米顆粒的流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行腫瘤耐藥性的高效診斷。由于腫瘤的異質(zhì)性，化療后的腫瘤組織由不耐藥的敏感腫瘤細(xì)胞和高耐藥的耐藥腫瘤細(xì)胞而組成。鑒于多糖熒光納米顆粒有通過內(nèi)吞行為差異來分選高耐藥細(xì)胞和敏感細(xì)胞的能力，本研究表明，對于耐藥細(xì)胞，其在腫瘤細(xì)胞中所占的比例及耐藥性的高低可由流式細(xì)胞術(shù)直接判斷。此外，腫瘤細(xì)胞株耐藥性的平均值，一方面由耐藥細(xì)胞所占比例決定，另一方面，則由耐藥細(xì)胞自身耐藥性的高低所決定；同時，本方法還可清晰檢測不同治療方法對腫瘤耐藥性的逆轉(zhuǎn)程度（圖1）。
本方法要求所使用的熒光納米顆粒具有良好的生物相容性、以及粒徑和熒光性能的均一性?；诟]紅靜教授團(tuán)隊前期提出的“接枝聚合輔助自組裝(Graft copolymerization InducedSelf-Assembly, GISA, Acta Biomaterialia,2020,103, 247;?Advanced Biosystems,?2020,4(2), 1900213;?Acta Biomaterialia,?2018, 72, 206)”，本研究實現(xiàn)了多糖熒光納米顆粒的高效制備及熒光功能化（圖2），使得耐藥細(xì)胞和敏感細(xì)胞由于耐藥性不同所導(dǎo)致的內(nèi)吞行為差異可通過細(xì)胞內(nèi)納米顆粒的熒光信號得以表現(xiàn)，從而由流氏細(xì)胞儀和激光共聚焦顯微鏡所讀出的熒光差異可直觀反映出兩類細(xì)胞耐藥性的不同。
通過流式細(xì)胞儀對高、低熒光的細(xì)胞亞群進(jìn)行分離并進(jìn)行細(xì)胞克隆培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)低熒光強(qiáng)度細(xì)胞亞群為真正的耐藥細(xì)胞，并伴隨著耐藥基因如MDR1以及干性基因CD44的高表達(dá)，且低熒光強(qiáng)度的耐藥細(xì)胞亞群有進(jìn)一步分化出高熒光強(qiáng)度敏感細(xì)胞的潛能（圖3），即如持續(xù)處于無化療藥物干預(yù)的環(huán)境中，高耐藥細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為不耐藥的敏感細(xì)胞。
此外，本研究還分析了這一方法對多種腫瘤耐藥性的診斷效果。結(jié)果表明，本方法在包括卵巢癌、肺癌、白血病的多種腫瘤細(xì)胞株中都實現(xiàn)了耐藥性的高效檢測、以及耐藥細(xì)胞和敏感細(xì)胞的準(zhǔn)確分析（圖4）。并進(jìn)一步以肺癌病人的胸水和腫瘤組織為樣本，實現(xiàn)了腫瘤組織異質(zhì)性的診斷。因此，本工作所建立方法可作為一種普適性的腫瘤化療耐藥性診斷方法，并可對化療耐藥性的逆轉(zhuǎn)途徑研究提供有價值的參考。
參考文獻(xiàn)：
Fluorescent glycan nanoparticle-based FACS assays for theidentification of genuine drug-resistant cancer cells with differentiationpotential，Nano?Research，DOI: 10.1007/s12274-020-2981-8
