蔡宗葦團隊：質譜成像技術及其在乳腺癌研究中的應用

　　色譜, 2021, 39(6): 578-587

　　DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.10005

　　張夢婷#, 張育露#, 王浩江, 李寧, 李波, 肖虹, 卞偉*, 蔡宗葦

　　乳腺癌是導致婦女因癌癥死亡的主要原因之一,它是一種高度異質性疾病,包括幾種亞型。目前,早期乳腺癌的死亡率已大大降低,遠低于40年前的水平,治愈率為90%,但是面對晚期乳腺癌的治療和治愈后的復發仍然存在挑戰。基于分子亞型的不同,乳腺癌表現出不同的基因表達模式,主要由雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長因子受體-2的狀態表達情況決定。乳腺癌的早期診治中需要更精確地評估敏感的生物標記物,在分子水平上對乳腺癌進行精確的診斷和分型,提高乳腺癌的診斷和預后情況,指導分子靶向治療。

　　質譜成像(MSI)作為一種免標記的分子成像技術,可直接獲取藥物及其代謝物以及脂質、多肽、蛋白質等內源性代謝物在組織中的分子信息和空間分布信息,在生物、醫學等領域表現出良好的應用前景。基于電離方式不同,常見的質譜成像技術可分為基質輔助激光解吸電離質譜成像(MALDI-MSI),解吸電噴霧離子化質譜成像(DESI-MSI)和二次離子質譜成像(SIMS-MSI)。

　　質譜成像分析的一般流程為組織獲取、切片制備、質譜電離、圖譜獲取和數據分析。樣品前處理是影響MSI結果的關鍵步驟,處理方法與待測物性質和樣品類型密切相關,正確的樣品制備可以保持分子的來源、分布和豐度,獲得高質量的信號和足夠的空間分辨率。在MALDI-MSI中,基質的選擇和噴涂方式同樣決定了成像分析的結果。

　　本綜述介紹了質譜成像技術中對于不同類型樣品的處理及其在乳腺癌不同研究模型的應用進展,為開展乳腺癌的精準診斷和分型提供依據。

　　1 MSI樣品處理

　　MSI樣品處理的方法與樣品類型、待測物自身的性質相關,基本過程包括收集樣品、儲存、切片、組織預處理、基質噴涂等方面。樣品制備對于實驗結果的可靠性和可重復性至關重要,顯著影響MSI的分辨率、靈敏度和數據的準確性。

　　1.1 小分子

　　1.2 大分子

　　1.3 基質噴涂

　　1.4 石蠟包埋樣品的處理

　　2 質譜成像在乳腺癌中的應用

　　乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,發病率在世界范圍內呈明顯上升趨勢。因此,建立早期診斷和有效篩查方法能提高乳腺癌患者的生存率。隨著分子生物學的發展,質譜成像技術為腫瘤的研究和診斷提供了新的思路,它是一種研究生物組織或細胞中分子組成及分布的新型分析技術,此方法可在無需標記的前提下同時檢測腫瘤組織中多種物質的分布。近年來,研究者們為了更好地探索質譜成像在乳腺癌中的應用,主要分為3種模型來進行研究:以乳腺癌細胞為模型的研究,以乳腺癌動物為模型的研究,以臨床腫瘤樣本為模型的研究。

　　2.1 細胞模型

　　2.2 動物模型

　　2.3 臨床腫瘤樣本

　　3 展望

　　乳腺癌作為女性最常見的腫瘤,受到人們廣泛的關注,不同亞型的乳腺癌一般具有不同的病情發展和結局,而如何區分不同的亞型一直以來是臨床上需要面對的難題。通過質譜成像技術對乳腺癌進行診斷為其提供了新的研究方向,但目前質譜成像并未廣泛應用到臨床診斷中,仍然處于起步階段。在實驗過程中,樣品制備、儀器控制、數據分析等仍然存在一定的改善空間。此外,采集大量樣品,開展大范圍的實驗,才能為乳腺癌的診斷和治療帶來新的突破。