目前,在手術(shù)治療癌癥的過程中,醫(yī)師常無法準(zhǔn)確分辨腫瘤邊緣的癌組織與正常組織,因此很難切除所有腫瘤細(xì)胞。近期,美國西雅圖Fred Huchinson癌癥研究中心和西雅圖兒童醫(yī)院的研究人員將一種從蝎毒液中提取的物質(zhì)氯毒素(chlorotoxin,CTX)與熒光分子Cy5.5結(jié)合,研發(fā)出一種腫瘤“顏料(paint)”――生物共軛物質(zhì)(CTX:Cy5.5)。其可顯示癌細(xì)胞,幫助醫(yī)師在手術(shù)中區(qū)分癌組織與正常組織,使手術(shù)能夠更徹底地清除癌細(xì)胞,而不損害正常組織。(Cancer Res 2007,67:6882)  CTX:Cy5.5的由來  對(duì)于多種癌癥而言,準(zhǔn)確地手術(shù)切除直接關(guān)系到患者的預(yù)后。但是,由于當(dāng)前手術(shù)中腫瘤邊緣和小部分癌細(xì)胞的定位方法欠佳,以至許多時(shí)候是依靠手術(shù)醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)做出判斷的。近年來,不斷有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),有的分子偏向于在癌細(xì)胞中表達(dá),蝎毒素來源的氯毒素就是其中的一種。  Cy5.5是一個(gè)熒光分子信標(biāo),可在近紅外光譜中發(fā)射光子。由于此波長的光子更易被水或血紅蛋白吸收,因此,Cy5.5適宜在人體中應(yīng)用,作為手術(shù)中的發(fā)光標(biāo)記物。  研究者將蝎氯毒素與Cy5.5結(jié)合,開發(fā)出生物共軛物CTX:Cy5.5。將其注射入癌細(xì)胞之后的數(shù)分鐘內(nèi),它就可發(fā)出近紅外熒光信號(hào),以使腫瘤在紅外光照射下顯現(xiàn)出來,但正常組織則不發(fā)光。 

    CTX:Cy5.5顯示腫瘤更準(zhǔn)確  研究者隨后驗(yàn)證了CTX:Cy5.5顯示不同種類腫瘤的能力,發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤、成神經(jīng)管細(xì)胞瘤、前列腺癌、腸癌和肉瘤中都能準(zhǔn)確顯示腫瘤形態(tài)。  研究者在9 L神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中注入該物質(zhì),在近紅外光譜中可以發(fā)出熒光信號(hào),而其在正常組織中則檢測(cè)不到該信號(hào)(圖1)。研究人員給小鼠注射0.1 ml 濃度為20 μm/L的CTX:Cy5.5,直至注射后的第14天,其發(fā)射的熒光信號(hào)依然可以顯著區(qū)分正常組織和神經(jīng)膠質(zhì)瘤異種移植物(xenograft)。該物質(zhì)甚至可以在小鼠中顯示出直徑小至1 μm的腦瘤,而在腫瘤周圍正常的腦組織中則不會(huì)發(fā)光。在患成神經(jīng)管細(xì)胞瘤的小鼠中,CTX:Cy5.5發(fā)出的近紅外熒光可以反映出腫瘤的大小(圖2a)。經(jīng)組織學(xué)分析證實(shí),這些散發(fā)熒光信號(hào)的組織確實(shí)為腫瘤(圖2 b)。  在前列腺癌小鼠模型中,該物質(zhì)可以檢測(cè)出小鼠淋巴管內(nèi)游離的200個(gè)癌細(xì)胞,顯示出了更高的敏感性。只有當(dāng)癌細(xì)胞的數(shù)目超過100萬個(gè)時(shí),磁共振成像(MRI)才能檢測(cè)出腫瘤。因此,CTX:Cy5.5的敏感性比MRI提高了500多倍。

    CTX:Cy5.5不僅在原發(fā)性的前列腺癌中發(fā)光,還在發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞中發(fā)光。此外,CTX:Cy5.5可以準(zhǔn)確顯示轉(zhuǎn)基因小鼠所患的家族性腺瘤性息肉(FAP)。 CTX:Cy5.5安全性得到證實(shí)  蝎毒素有選擇性毒性,尤其是對(duì)某些昆蟲或高等生物。CTX可以導(dǎo)致小龍蝦癱瘓,但尚沒有文獻(xiàn)報(bào)告其對(duì)哺乳動(dòng)物有毒性。在該研究中,并未觀察到小鼠注射CTX:Cy5.5后與對(duì)照小鼠之間有任何差異。  研究者在小鼠注射CTX:Cy5.5的2周后進(jìn)行尸檢發(fā)現(xiàn),小鼠的腦、心臟、肺、腎、肝、脾和皮膚的觀察和組織學(xué)檢測(cè)結(jié)果都與對(duì)照小鼠沒有差異。實(shí)驗(yàn)室檢查發(fā)現(xiàn),注射CTX:Cy5.5的小鼠與對(duì)照相比,紅細(xì)胞壓積、血小板計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、電解質(zhì)、肝腎功能等均沒有改變。研究者據(jù)此認(rèn)為,研究中可產(chǎn)生視覺區(qū)別的CTX:Cy5.5濃度對(duì)小鼠沒有毒性。  CTX:Cy5.5的應(yīng)用前景  與目前的方法相比,用CTX:Cy5.5顯示腫瘤有多方面優(yōu)勢(shì),可能用于指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行。該物質(zhì)可以使醫(yī)師看到腫瘤組織的實(shí)時(shí)圖像,研究者認(rèn)為,這對(duì)于指導(dǎo)腦部腫瘤切除手術(shù)尤其有意義。因?yàn)?腦部惡性腫瘤80%出現(xiàn)在手術(shù)切口邊緣,所以,這樣一種能敏感地顯示腫瘤的方法不僅可以保證手術(shù)醫(yī)師更徹底地清除癌細(xì)胞,還能最大限度地避免切除正常的腦組織。