嗅出犬类和人类的癌症

北卡罗来纳州立大学(NC State)的基因组学教授马修·布林(Matthew Breen)表示，他25年的职业生涯根源于童年的伤心经历。

布林说:“我小的时候，家里有两只狗死于癌症，而我们对此无能为力。”“人类癌症研究已经取得了巨大进展，为什么我们不能更多地帮助我们的动物伴侣呢?”

他补充道:“我们致力于在北卡罗来纳大学实现这一改变。”

今天，国际公认的研究人员专攻分子细胞遗传学:研究细胞和染色体的结构和功能。他的工作动物医学院帮助我们的宠物活得更长寿、更健康——并在此过程中开启了对人类癌症的新认识。

无论疾病还是健康，都是人类最好的朋友

自2002年加入北卡罗来纳州立大学任教以来，布林一直专注于探索动物疾病的遗传学和基因组学，包括它们如何启动和应对治疗。

他是14年前进行犬类基因组测序的团队成员之一。这个项目在他的研究领域引发了一个新的关注领域:比较犬类和人类的基因组，以加速两者的发现。

人类和它们毛茸茸的朋友实际上有着非常相似的基因组成。而且他们也有相同类型的癌症。布林说:“在人和狗身上诊断出的许多癌症都有类似的病理和临床表现。”

但对于犬类来说，通常更容易确定导致这些癌症的基因异常。这对纯种犬来说尤其如此。同一品种的狗比人类或混种狗的遗传变异更少，这使它们成为理想的遗传模型。

现在，布林的实验室在这一领域开展了广泛的工作，他已经成为比较肿瘤学的先驱。

布林说:“通过与人类和动物癌症并肩工作，我们能够找到共同的特征，这可能有助于识别这些癌症的驱动因素，并为新疗法提供突出目标的机会。”

主要的分子洞察力

以布林的研究为例BRAF基因。

六年前，他的团队发现，在85%的移行细胞癌(TCC)——也称为尿路上皮癌(UC)——中发现了该基因的单一突变，这是犬类最常见的膀胱癌形式。仅在今年，美国就有超过8万只狗狗受到影响。

这个特殊的BRAF人们已经知道在一些人类癌症中存在突变，但布林的发现有助于揭示它对两个物种的意义。它还揭示了一个机会，可以创造一种急需的工具来帮助诊断。

通过研究人类和动物的癌症，我们能够找到共同的特征。

在大多数情况下，犬类膀胱癌直到发展到晚期才被诊断出来。这是因为这种癌症与其他更常见的泌尿系统疾病有许多共同的临床症状。

对普通替代疗法的治疗可能会暂时缓解症状，但它们掩盖了更大的问题，为癌症的发展赢得了更多时间。事实上，在确诊后，超过一半的犬膀胱癌病例已经扩散。

识别BRAF突变作为犬膀胱癌的遗传特征是一个有力的见解。从那时起，布林的团队开始开发一种分子诊断测试，可以识别突变，并比以往更早地检测出癌症。

旧诊断，新技巧

这种分子测试叫做CADET®BRAF-是在布林的研究实验室在2014年。利用尿液样本，该系统检测出具有BRAF在犬TCC和UC治疗期间，可以监测突变细胞脱落数量的变化。

“学员®BRAF代表了世界上第一个用于兽医医学癌症检测的液体活检，”布林说。

相对于目前的替代方案，它提供了一些改进。CADET®只需要简单的免费采集尿样BRAF是唯一的非侵入性方法。其他的方法通常涉及昂贵的程序，如镇静或麻醉，这有额外的风险。

这项检测还可以在疾病的早期阶段检测出膀胱癌，有可能改善预后。

学员®BRAF代表了世界上第一个用于检测兽医癌症的液体活检。

布林说:“我们可以检测出已经出现临床症状的狗的癌症，避免重复仅治疗这些症状的尝试。”这样兽医和主人就有更多的时间来制定治疗根本原因的计划。此外，在狗狗出现任何临床症状之前的几个月，我们已经能够检测到非常早期的疾病。”

“现在我们必须确定如何管理这些临床前患者，这是我们在北卡罗来纳州兽医学院的团队正在进行的工作的一部分，”他补充说。

这个测试也是可靠的。布林说，在对数千只狗进行了严格的验证后，他发现BRAF犬尿突变是TCC/UC存在的一个高度可靠的指标。“我们已经证明BRAF健康的狗或患有膀胱息肉、炎症或慢性膀胱炎等其他常见疾病的狗的尿液中不会发现突变。

扩大

在CADET®开发之后的两年里BRAF，布林专注于开发一个强有力的概念证明。他与美国养犬俱乐部(American Kennel Club)合作，从数百只狗身上采集尿液样本，以证明这种方法对真正的病人也有效。

他的下一步是商业化。布林的初创公司Sentinel Biomedical成立于2015年。该公司位于北卡罗来纳州立大学校园，致力于为医疗保健行业开发和规模诊断测试。

自其形成以来，他们开发了另一种产品，称为CADET®BRAF以上。这个测试是为那些没有BRAF但确实有TCC/UC的临床征象。它可以检测到超过三分之二的未被CADET®识别的膀胱癌病例BRAF，将检测灵敏度提高到95%以上。

前哨生物医学的下一步是什么?它最近宣布了一个合资企业与MARS公司旗下的Antech诊断公司合作。他们共同成立了Antech分子创新，也以北卡罗来纳州立大学百年校园为基础，并努力拓宽CADET®的使用渠道BRAF和学员®BRAF以上。

布林说:“通过世界上最大的动物卫生供应商之一的分销渠道，我们正在为兽医提供容易获得我们开发的检测方法的途径，并增强我们成为兽医分子诊断创新领域的全球领导者的能力。”“因为我们的工作是转化的，我们也有更大的潜力将我们的发现转化为人类。”

“这将把北卡罗来纳州立大学的创新提升到一个全新的水平。”

一个更光明、更蓬松的未来

如今，美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)每年在癌症研究上的支出为60亿美元，据估计，其中不到0.5%用于兽医肿瘤学。但布林认为他的创新——以及他全国各地的同事们的创新——是朝着正确方向迈出的有希望的步骤。

目前，他卷入了兽医学院的临床研究这将计算a之间的时间轴BRAF当狗开始表现出TCC/UC的临床症状时，在狗的尿液中检测到突变。布林希望这一知识将导致更早的干预，改善生活质量和提高存活率。

这将使北卡罗来纳州立大学的创新发展到一个全新的水平。

最近与杜克癌症研究所的同事合作，也在探索犬类和人类膀胱癌之间的遗传和环境因素。这个多学科小组提出的一项研究是癌症研究V基金会的资助在2019年。布林说，这样的比较肿瘤学研究有可能实现狗对我们对抗癌症的真正价值。

通过Antech分子创新，Sentinel Biomedical已经开始寻求更多的项目，为影响我们的宠物和我们自己的各种癌症提供快速、简便的分子诊断。

现在，布林很兴奋地看到他的作品在更广泛的范围内展开。这些癌症检测测试将帮助新一代的狗狗伙伴和它们的人类朋友(甚至可能是正在经历布林小时候所做的事情的孩子)。更重要的是，他们将收集更多的数据，这可能会打开洞察，导致开发新的治疗机会，在两个物种的癌症。

布林说:“虽然我们今天可能无法帮助所有患癌症的狗，但我们被驱使从它们的癌症中学习，以帮助未来的狗和照顾它们的家庭。”