荧光探针在胃癌靶向治疗中的研究进展

张成森， 刘 昶， 纪艳超， 王 垚, 孙旭阳

哈尔滨医科大学第四临床医学院，黑龙江 哈尔滨150001

专题·胃癌

荧光探针在胃癌靶向治疗中的研究进展

张成森， 刘 昶， 纪艳超， 王 垚, 孙旭阳

哈尔滨医科大学第四临床医学院，黑龙江 哈尔滨150001

胃癌已经成为我国最常见的消化道恶性肿瘤，尽管随着医疗技术水平的发展，胃癌的治疗效果有一定的提高，但是总体情况仍达不到令人满意的程度。近年来,荧光探针技术以及分子靶向治疗的不断发展使患者在低细胞毒性下接受治疗，通过荧光探针标记物可与胃癌细胞靶向基因结合，从而在指定设备作用下激发结合物，可以使患者体内胃癌组织在光照作用下发出荧光，术者可以根据荧光显像的位置判断有无淋巴结转移，精准切除胃癌组织。本文概述荧光探针与胃癌靶向基因结合后用于胃癌细胞的检测、有无淋巴结转移以及肿瘤组织精准切除的应用前景。

荧光探针；胃癌；靶向基因

目前胃癌最常用的治疗方法是手术、化疗及放疗[1]，但是因为每个个体对治疗都具一定有的差异，导致其治疗结果局限性很大，不能达到理想的治疗效果[2-4]。利用荧光探针与靶向基因结合而制成的探针会在胃癌的诊断治疗中发挥极其重要的作用。

1 荧光探针用于肿瘤的治疗进展

荧光探针技术是通过各种材料制成的荧光标记物与肿瘤细胞中特定基因结合，使它们在一定条件下相互作用，然后再用特定设备产生的光照来激发肿瘤产生荧光[5]。这样手术操作者就可以在直观的条件下精准地分辨出肿瘤的边界位置，从而做到将肿瘤精准切除，手术中的即刻荧光显像技术使肿瘤的切除更加快速、直观、准确，同样为肿瘤的切除带来新的进展。根据荧光探针技术制定的肿瘤特异性荧光探针,可以依据局部肿瘤发光的选择性，对提高癌症检测和切除具有很大的潜力。在最新研究中，Urano等[6]应用荧光腹腔镜通过他们最新制备的荧光探针切除了大鼠体内的卵巢癌，Hayashi等[7]建立了小动物的肿瘤模型，这些模型是通过荧光标记的肿瘤细胞形成，然后再通过即时荧光显像系统, 经过一系列的激发荧光的设备, 直观发现了通过淋巴管中的移行和转移的肿瘤细胞。我国学者叶志强等[8]利用荧光素酶将肝癌细胞进行标记，最后证明通过荧光显像技术能够及时呈现活体的裸鼠肝癌进行肺转移的情况，为肝癌的肺转移治疗奠定了基础,同样为胃癌的量子点荧光探针诊断、治疗做了基础工作，为日后量子点荧光探针在胃癌的治疗做出了贡献。

2 量子点应用于胃癌的研究发展

量子点(quantum dots, QDs)本身是通过少量原子组成的纳米材料，它可通过变化粒径构成和大小来调节荧光的波长，从而激发出荧光[9]，充分利用其能发出荧光的特性，应用同一个激发光源来实现即时的多通道的检测，并且应用同一种材料进行多色标记后，随着量子点光学的稳定性以及量子产率的提升，其能够与活体有良好的兼容，它们能够发出的光谱很窄，而引发它们发光的光谱却很广。1998年以来，量子点荧光技术逐渐已经应用于医学研究范畴，为疾病的诊断与治疗开辟新的领域，随着量子点技术的不断成熟与创新，渐渐适应人体代谢结构，各种类型的量子点纳米荧光探针应运而生[10-18]。量子点能够发挥作用是通过与生物分子的偶联来完成的，所以说与生物分子偶联后的量子点的荧光强度极其重要[19-20]。Gao等[21]利用了一类新型QDs 探针注射到体内来实现荧光显像并且精准定位肿瘤，此项研究把QDs 探针与特异性抗体连接，再将探针注射到已经用人的前列腺癌建成的小鼠模型体内，借助荧光显像技术可清晰观察到肿瘤的位置、大小及边界。以上研究发现使量子点荧光探针在胃癌中的应用研究取得了重大进步。He等[22]在对123例胃癌患者的研究中发现，他们制作出的纳米荧光探针，通过它来特异性标记含有成纤维细胞的小窝蛋白1(CAV-1)和轻链3B蛋白(LC3B)胃癌基质，在荧光显微镜下观察那些胃癌患者已经染色的病理切片，这些切片都是经过量子点免疫荧光成像技术处理的，在荧光显微镜下成像发现，胃癌患者生存时间越短，胃癌基质中CAV-1含量越低，相反，基质中高水平的LC3B可能对应的是更长的生存时间，如果将CAV-1与LC3B这两项研究结合起来，对预测胃癌患者生存率和死亡率都有一定的意义，可以更好地指导患者合理生活，提高患者后期生活质量。张云鹏等将人的胃癌特异性抗原TAG-72(Tumor-associated Glycoprotein72)的单克隆抗体CC49与碲化镉材料的量子点特异结合所形成的标记性探针，通过与人的胃癌细胞相结合经过荧光显像技术发出荧光。进行一系列的对比观察和对样品特性进行研究。探针之所以能与胃癌细胞结合，是因为胃癌细胞表面可以检测到抗原TAG-72，而正常胃黏膜上皮细胞株GES-1细胞表面并不能检测到抗原TAG-72，所以通过荧光显像技术能够直观地看到碲化镉量子点与人的胃癌特异性抗原TAG-72的单克隆抗CC49相联合的探针可以在体外与胃癌细胞株进行结合而进行荧光显像，这些都为胃癌通过荧光显像治疗提供了基础准备，通过寻找胃癌细胞适当的靶点与量子点荧光探针相结合进一步发展，为日后胃癌的精准治疗带来了进展。

3 胃癌细胞中能够高表达HER-2基因

HER-2基因是人表皮生长因子受体2基因，又称为C-erB-2基因，位于人的17q21染色体上，能够编码细胞膜糖蛋白，是一种拥有酪氨酸激酶活性的蛋白, 它完全属于酪氨酸激酶Ⅰ型受体体系，HER-2基因不仅能够使细胞生存、细胞运动能力增强，还参与癌细胞转移发展，影响着胃癌的远期治疗，同时调控着细胞的生长、分裂、繁殖[23]。HER-2基因在胃癌细胞中的过表达率在之前的实验研究得出的数据为9%～38%[24-25]，陈娟等[23]通过胃癌细胞中HER-2基因能够高表达的生物医学意义，胃癌细胞中的HER-2蛋白的过表达率为11.35%， 符合之前的文献报道。HER-2基因在正常情况下以稳定形式存在, 但是一旦经受一些致癌条件的作用后, 其基因的调控或表达就不会以原来的形式出现，使其通过失控的形式来不断地激活, 从而使其向具有肿瘤活性细胞转化, 可促使细胞发生恶变，研究表明，已在结直肠癌、膀胱癌、卵巢癌等多种肿瘤细胞中发现HER-2的高表达，通过调查发现, 30%以上的人类肿瘤组织中伴有HER-2基因过度表达，尤其是乳腺癌，HER-2基因的高表达率与其组织分化的程度、临床分期息息相关，HER-2基因表达越高，恢复效果明显下降。一些靶向治疗药物如曲妥株单抗、吉非替尼等药物已为癌症患者带来了巨大的福音，它们通过分子定向作用将仅针对肿瘤细胞而发挥其药物作用,而对正常细胞无毒害性质的药物直接杀死肿瘤细胞，为患者治疗取得了较大的进展，而依据HER-2基因过表达率对胃癌的分化发展以及转移具有重大的临床意义，同样可以通过HER-2基因的定向作用对胃癌患者进行诊断、治疗。

4 量子点荧光探针与胃癌细胞中HER-2基因结合展望

根据量子点独有的本身特性明显优越于传统的有机染料，此荧光蛋白有着更大的表面积和优越性，并且生物共轭的QDs与荧光蛋白有着非常相似性质，可以应用与胃癌中的HER-2基因特定结合的抗体，与量子点结合制成的探针可以作为胃癌的诊断媒介。近年来随着探针对HER-2基因研发的单克隆抗体的抗癌药物赫塞汀(Herceptin)的研发，通过分子靶向治疗高表达HER-2基因的肿瘤细胞，并且已经在具有HER-2高表达的乳腺癌的诊治方面取得了良好效果，同时在欧洲针对胃癌患者高表达HER-2蛋白，Herceptin用于胃癌的靶向治疗。因此，我们完全可以利用与HER-2结合的抗体与量子点制成荧光探针，从而可以应用探针与HER-2高表达胃癌患者结合，再通过荧光显像技术直观显现出胃癌组织的位置、大小、形态，从而达到精准切除胃癌组织，同样也可以将探针应用于其他高表达HER-2的癌组织，用于诊断、治疗癌症。现在由于大多数的QDs 材料(如PdS、CdHgTe 及CdSeTe)都不能满足高亮度和高稳定性这两项要求，以及QDs 的潜在毒性能是否能够很好的解决，这都限制了QDs 广泛应用于生物医学中。研究能够拥有高光度和高稳定性为一体，且无毒性的量子点探针具有较大的意义，是现代医学急需解决的问题，也决定量子点荧光探针能否走向临床。有研究提出镉系QDs 的细胞毒性来源于其解离或存在于细胞表面的镉离子；通过研究应用核壳构造封锁了拥有一定细胞毒性的QDs，通过硫化锌外壳来保护各种材料的QDs，基本没有发现其细胞毒性，这种聚合物包裹的QDs 可以通过缓慢代谢排出体外。总之，制成的量子点荧光探针应用于胃癌的检查、判断有无淋巴结转移以及精准切除治疗具有特殊意义，能够发挥其更大的临床效果。

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(责任编辑：王豪勋)

The progress of fluorescent probes in the targeted therapy of gastric cancer

ZHANG Chengsen, LIU Chang, JI Yanchao, WANG Yao, SUN Xuyang

The Fourth Clinical Medical College of Harbin Medical University, Harbin 150001, China

Gastric cancer has become one of the most common gastrointestinal malignancy in our country, with the development of medical technology, although the treatment effect of gastric cancer is improved, the overall situation is still not reach the satisfactory level. In recent years, with the development of fluorescent probe techniques and molecular targeted therapy, gastric cancer patients can be treated under the small cell toxicity, markers can be targeted gene and gastric cancer cells by fluorescent probes, we can use specified device to inspire combination, that the gastric cancer cells would fluoresce under the effect of light. According to the location of the fluorescence imaging, the doctor can judge the presence of lymph node metastasis and remove gastric cancer tissue accurately. This paper reviewed the prospect of gastric cancer cells combined with targeted gene, the technology used in the detection of gastric cancer cells, with or without lymph node metastasis and accurate resection of tumor tissue.

Fluorescent probe; Gastric cancer; Targeted gene

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.11.001

胃癌微创手术治疗规范化研究(W2014RQ23)

张成森,在读研究生。E-mail：492229374@qq.com

刘昶，主任医师，博士，博士后，E-mail：changliu@163.com

R735.2

A

1006-5709(2016)11-1211-03

2016-07-14