梅奥诊所(Mayo Clinic)的研究人员发现卵巢癌可能如何开始。
目前对引发卵巢癌的原因知之甚少,而且尚无方法可以及早检测该疾病。大约75%的情况下,当患者被诊断出患有卵巢癌时,疾病已经进展到第3或第4阶段,这意味着癌细胞已扩散到身体其他部位。梅奥诊所的医生、研究人员和患者一直在共同努力,试图更深入地了解这种毁灭性疾病。当一位22岁的患者来到梅奥诊所时,带来了重要线索。这位患者携带两种罕见的遗传条件,这两种情况显著提高了她一生患癌症的风险。
这位患者携带一种遗传性BRCA2基因突变,这是导致遗传性乳腺癌和卵巢癌(HBOC)综合征的基因之一,同时还携带一种遗传性TP53基因突变,这会导致Li-Fraumeni综合征。
在梅奥诊所,她被诊断出患有乳腺癌。影像学检查还显示她有一个卵巢囊肿。尽管囊肿为良性,但由于癌症风险极高,她选择接受乳房切除术和子宫切除术,包括切除卵巢和输卵管,这种手术被称为双侧输卵管卵巢切除术。进一步检查中,她的梅奥诊所医生和研究团队在其输卵管内壁细胞中发现了早期、隐藏的变化,这些变化揭示了在症状或可见病变出现之前,卵巢癌可能的早期信号。
“我们的团队观察到了一个罕见且具有启发性的现象,通过一位携带高风险遗传条件的年轻患者的细胞揭示了上皮生物学的奥秘。利用尖端的单细胞技术,我们追踪了她的上皮细胞如何在发育过程中发生改变,这些变化表明致命性卵巢癌的高风险。这些见解可能为未来的早期检测策略铺平道路,在疾病仍处于癌前阶段时进行干预成为可能。”梅奥诊所干细胞与癌症生物学实验室主任、本研究共同主要作者Nagarajan Kannan博士表示。
Jamie Bakkum-Gamez博士是这位患者在梅奥诊所的妇科肿瘤外科医生,她表示决心找到一种早期检测卵巢癌的方法,以帮助挽救更多患者的生命。
“我们知道最具侵袭性和最常见的卵巢癌形式通常实际上起源于输卵管。然而,为什么是输卵管以及它如何开始仍然是未知的。了解卵巢癌的起始和形成过程,不仅可以推动开发早期筛查工具,还可以制定更加个性化的风险降低策略,并改进关于预防性手术和生育计划的时间安排建议。”Bakkum-Gamez博士说道,她也是该研究的共同主要作者。
Kannan博士和Bakkum-Gamez博士共同在梅奥诊所建立了一个活体输卵管生物样本库。患者捐献的细胞和组织帮助科学家直接在人体组织中逐细胞研究卵巢癌是如何开始的。从患者样本中,可以培养出输卵管的类器官,即小型化的输卵管版本。这个生物样本库包含来自卵巢癌风险平均至高危患者的类器官,并专注于与HBOC综合征和Li-Fraumeni综合征相关的遗传性癌症突变。
“卵巢癌的确切细胞起源仍然是癌症预防领域最大的未解问题之一,这限制了我们早期干预并挽救生命的能力。这项工作为卵巢癌的早期检测和精准预防奠定了基础,特别是对于携带遗传风险的患者,例如BRCA突变患者。”Kannan博士说。
卵巢癌的前兆
健康的输卵管由两种主要类型的上皮细胞组成:多纤毛细胞,具有数百根纤毛或类似毛发的附肢,帮助受精卵通过输卵管移动;分泌细胞,分泌液体以滋养和保护正在发育的胚胎。但在从携带HBOC综合征和Li-Fraumeni综合征的患者收集的输卵管细胞中,科学家们看到了前所未有的现象。相较于两种类型的上皮细胞,分泌细胞的数量远远超过了多纤毛细胞,并且贯穿整个输卵管。他们还发现,分泌细胞驱动了慢性炎症——一种公认的癌症发展促进因素。
“通过单细胞RNA测序,我们可以看到输卵管腔内衬细胞发育过程中的紊乱——这些发现可能有助于重塑我们对卵巢癌的理解,并最终实现预防。”梅奥诊所生物医学科学研究生院博士候选人、本研究共同主要作者Megan Ritting表示。Ritting在这项研究中率先使用了前沿的基因组技术。
此外,含有孕激素(黄体酮的合成类似物)的口服避孕药可以将卵巢癌风险降低多达50%。然而,Ritting和研究团队惊讶地发现,这位患者的输卵管细胞不含有任何孕激素受体蛋白,这表明口服避孕药可能无法有效降低她的卵巢癌风险。
“通过患者慷慨的合作,允许我们使用包括类器官模型在内的先进技术研究她们的细胞,我们在理解这些癌症如何发展的过程中取得了关键进展。这项工作代表了识别开发预防策略、治疗方案和方法的重要一步,这些措施可能会降低输卵管和卵巢癌的风险。”Bakkum-Gamez博士表示。
在下一步研究中,科学家们将利用活体输卵管生物样本库,调查卵巢癌最早期的起源在哪里扎根。
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