犬类癌症研究公司One Health Company与乔治亚大学的合作者发现了人类和犬类肿瘤基因组中与癌症相关的突变热点的最大重叠,并希望利用这一发现来改善人类癌症治疗的发展。
去年,研究人员发表了论文他们的研究该研究涉及96个常见宠物品种23种癌症类型的708个自发性犬类肿瘤BioRxiv目前正在接受同行评审。
“这意味着针对人类特定热点突变设计的药物可以在狗身上进行试验,”布罗德研究所脊椎动物基因组组主任、One Health Company科学顾问委员会成员埃丽诺·卡尔森(Elinor Karlsson)通过电子邮件表示。
分析发现了20个犬类基因组区域容易发生致癌突变,其中13个在人类基因组中有直接对应的突变。
具有共同突变热点的癌基因包括PIK3CA、KRAS、NRAS、BRAF、KIT和EGFR,与特定肿瘤类型显著相关的热点突变包括血管肉瘤中的NRAS G61R和PIK3CA H1047R,肺癌中的ERBB2 V659E和尿路上皮癌中的BRAF V588E。
卡尔松说:“我认为我们一直都认为狗的癌症是由许多与人类癌症相同的基因突变引起的,但它们似乎经常涉及这些基因中完全相同的基因变化,这真的很有趣。”
One Health Company将这项研究视为一条同时改善犬类和人类癌症护理的道路,并将自己定位于在癌症研究中使用更多狗的潜在转变的前沿。
这家总部位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的公司在2019年的种子轮融资中筹集了500万美元,在2020年的a轮融资中筹集了1000万美元。该公司的旗舰产品FidoCure是2019年推出的一种犬科癌症筛查分析方法,用于识别狗的癌症驱动突变,并帮助兽医开出更有针对性的疗法,该产品被用于分析研究中采集的所有活组织组织。
目前约有500家美国兽医诊所提供FidoCure服务,该公司计划在未来两年内将其推广至1万家诊所。据One Health公司创始人兼首席执行官克里斯蒂娜·凯利·洛普斯称,FidoCure还为犬类癌症病例提供了8000多个靶向治疗订单。该公司已经建立了一个内部数据库,其中包括迄今为止用FidoCure测试的2500种犬类肿瘤的完整基因组,具体数量不详。
尽管One Health的数据库主要是与犬类癌症相关的基因组学、药物和结果,但“我们可以让整个数据库对人类具有可操作性,”Lopes说,“这就是我们的目标。”
她说,One Health正在与几家大大小小的生物技术公司进行早期谈判,这些公司有兴趣合作进行人类癌症试验,但她还不能说出任何潜在合作伙伴的名字。
通过与乔治亚大学、斯坦福大学和其他机构的合作,Lopes现在希望利用FidoCure作为狗和人类癌症研究之间的桥梁。
狗已经被经常用于癌症治疗研究,但它们的使用落后于老鼠。布罗德研究所(Broad Institute)脊椎动物基因组组的生物伦理学家丽莎·摩西(Lisa Moses)将这在很大程度上归因于资助方和出版商对研究人员的要求。
她解释说:“资助资助者要求进行研究的很多方式都是使用特定的历史使用模型。”“另一个障碍是,出版物也期望特定类型的研究人员将使用特定类型的模型,因为这是一直以来所做的。”
再加上更大的成本在狗的临床前研究中增加药物和免疫试剂的用量,以及雇佣所需的人员,如兽医和技术人员,以及研究模型出现时对狗不利的惰性。尽管如此,摩西说,一项协调一致的努力正在进行中,以使狗更全面地进入围栏。
一方面,管理狗的使用,特别是个人拥有的狗的使用的监管环境是复杂的,因为法规普遍稀少,而且产权有时取代了现有的法规。摩西解释说,在这方面,许多机构也在推动建立更明确的规则和管理机构。
在生物学层面上,一些研究人员认为狗是比老鼠更好的癌症研究模型。弗吉尼亚理工大学兽医副教授、狗衰老项目成员奥黛丽·鲁普(Audrey Ruple)通过电子邮件表示:“狗和人类癌症之间的基因组相似性,是使陪伴狗成为研究人类癌症的精致模型的关键因素,无论是从病因学还是从治疗角度来说。”
在推断药物对狗的作用对人类的影响时,生活在实验室条件之外也可能是有利的。
鲁普说:“生活在‘现实世界’中的伴侣狗复制了与人类生活更接近的生活方式,因为它们与我们生活在一起。”“它们经历的异质性意味着,在狗身上进行的对照试验中发现的新疗法的影响更有可能适用于人类,而不是在实验室环境中发现的影响老鼠癌症的药物。”
事实上,除了共同的环境压力源和生活方式外,犬类癌症在狗的一生中通过相似的遗传过程发生,这可能也导致了这些癌症比小鼠更大的遗传复杂性。
卡尔松解释说:“在实验室的小鼠中,癌症是诱发的,而且在基因上往往没有人类的那么复杂。”这可能是在小鼠中测试的疗法失败率高的原因。
尽管如此,卡尔森强调,狗不太可能完全取代老鼠,成为癌症研究的模型生物。“但通过将狗纳入治疗开发过程,”她说,“我们认为,我们可以使人类药物开发过程更加高效和有效,同时还可以帮助狗在癌症中生存下来。”