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在肿瘤治疗领域，同源重组（HR）和错配修复（MMR）缺陷与众多恶性肿瘤相关，现有诊断策略却难以准确评估。研究人员开发出 “HR eye” 和 “MMR eye” 技术，能快速评估 HR 和 MMR 状态，助力精准医疗。
在生命的微观世界里，基因的稳定至关重要，而 DNA 修复机制就像是基因组的忠诚卫士。同源重组（HR）负责精准修复 DNA 双链断裂（DSBs），这是 DNA 损伤中最危险的形式；错配修复（MMR）则能修正常见的碱基错配问题。然而，当 HR 或 MMR 出现功能缺陷时，就如同卫士失职，至少四分之一的恶性肿瘤由此引发。
目前，针对 HR 或 MMR 缺陷的肿瘤，虽然有有效的靶向治疗方法，比如 PARP 抑制剂（PARPi）用于 HR 缺陷（HRD）肿瘤，抑制 PD - 1 或 PD - L1 用于 MMR 缺陷（dMMR）肿瘤，但在诊断方面却存在诸多难题。现有的诊断方法大多基于 “间接” 分析，如检测基因突变或有限因子的表达、基因组稳定性等，无法真正反映 DNA 的实际修复功能。而且，这些方法耗时较长，像 BRACAnalysis? 和 FoundationOne? 等检测 HRD 的方法通常需要几周时间，检测 MMR 状态的方法也需要约 7 天或更久。此外，这些检测的准确性也不尽人意，容易遗漏一些 HRD 或 dMMR 肿瘤，这使得靶向治疗的安全性和有效性大打折扣。
为了解决这些问题，来自日本横滨市立大学（Yokohama City University）的研究人员展开了深入研究。他们成功开发出了基于细胞的功能检测方法 ——“HR eye” 和 “MMR eye”，这两种方法能在一天内快速评估肿瘤组织中 HR 和 MMR 的状态，且无需对照细胞或组织。这一研究成果发表在《Nature Communications》上，为肿瘤的精准诊疗带来了新的曙光。
研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，通过构建 Nluc（NanoLuc）报告基因的 DNA 载体，转染不同细胞系来检测 HR 和 MMR 活性。在动物实验中，利用多种细胞系建立 CDX（人源细胞系异种移植模型）和 PDX（人源肿瘤组织异种移植模型）小鼠模型进行检测。对于患者样本，收集脑肿瘤和卵巢癌患者的手术组织样本，解离成单细胞悬液后进行检测 。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 快速检测细胞 HR 活性：设计并构建了 DNA 载体 pCMV - GapNluc - iNluc（HR - Nluc - v1）和 pCMV - 5’Nluc - 3’Nluc（SSA - Nluc - v1），转染细胞后发现，HR - Nluc - v1 转染 2 小时后可检测到荧光素酶活性，8 小时达到平台期；SSA - Nluc - v1 转染 1 小时后可检测到荧光素酶活性，且表达水平更高。通过一系列实验证明，细胞外 HR（ecHR）和细胞外单链退火（ecSSA）反应与染色体内的相应反应机制相似。此外，HR - Nluc - v1 和 HR - Nluc - v2 能有效检测 BRCA 缺陷细胞的 HR 状态，还能发现 Myc/Mycn 过表达细胞的 HR 活性降低。
- 快速检测 MMR 活性：利用 SSA - Nluc - v1 系统，发现 dMMR 细胞在转染含错配碱基的重组底物后，ecSSA 活性更高。进一步设计 SSA - Nluc - v2 和 SSA - Nluc - v3，提高了评估 MMR 状态的灵敏度。基因敲低实验也证实了该系统的有效性。
- 评估 HRD 和 dMMR 状态：通过计算特定 DNA 修复检测载体与对照载体的 Nluc 活性比值，研究人员建立了评分系统。HR - Nluc - v1 /pCMV - Nluc 比值在 HRD 和 HRP（HR proficient）细胞系中呈现双峰分布，据此定义了 ADACHI 评分，ADACHI 评分＞1 为 HRD 状态。同样，SSA - Nluc - v2 系统中，90% / 100% 同源性构建体的比值在 dMMR 和 pMMR（MMR proficient）细胞系中也呈现双峰分布，定义 dMMR 评分为＞1 为 dMMR 状态。并且，ADACHI 评分与细胞对 PARPi 和 PolQ 抑制剂的敏感性显著相关，dMMR 评分与细胞对替莫唑胺（TMZ）的耐药性相关。
- 临床样本检测：在小鼠模型实验中，HR eye 和 MMR eye 能准确评估肿瘤组织的 HRD 和 dMMR 状态。在人体样本检测中，对脑肿瘤和卵巢癌患者的组织样本检测发现，HR eye 和 MMR eye 可成功检测样本的 HR 和 MMR 状态。在卵巢癌检测中，HR eye 与现有检测方法 myChoice? 的结果有较好相关性，还发现了现有检测方法遗漏的 HRD 肿瘤样本，证实了 HR eye 的准确性和优越性。
研究结论和讨论部分指出，“HR eye” 和 “MMR eye” 技术为评估 HR 和 MMR 功能缺陷的恶性肿瘤提供了新的有力工具。它们不仅能快速评估肿瘤的 HR 和 MMR 状态，还能预测靶向治疗的疗效，有助于医生更精准地制定治疗方案，推动了精准医学的发展。尽管目前这两种方法在临床应用中还面临一些问题，如肿瘤组织的异质性和低肿瘤细胞含量可能影响检测结果，但随着研究的深入和技术的改进，有望在卵巢癌及其他实体肿瘤的诊疗中发挥更大的作用，让更多患者受益于精准治疗。
