微流体装置有望快速检测血液中的癌细胞-汶颢股份
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微流体装置有望快速检测血液中的癌细胞

来自伊利诺伊大学芝加哥分校,以及澳大利亚昆士兰科技大学的一队科学家,刚刚展示了一种新颖、实惠的微流体装置,能够快速检测血液样本中漂浮的癌细胞。目前研究团队正在尝试不同的方法,以提升癌症血检的准确性。从追踪癌症 RNA 痕迹、到检测几乎所有癌症类型共有的独特 DNA 纳米结构,我们正站在一项激动人心的技术前列。

原型装置可检测微小血液样本中超过 90% 的肿瘤细胞(图自:Ian Papautsky) 

原型装置可检测微小血液样本中超过 90% 的肿瘤细胞(图自:Ian Papautsky)

当前的前瞻性研究中,检测血液样本中的循环肿瘤细胞(CTC),或许是一种高效的方法。

这些细胞会将原发肿瘤脱落到患者的血液中(存量很少),但科学家面临的一大挑战,就是如何生产出一种能够检测这些单细胞的装置。

通讯作者 Ian Papautsky 解释到:“在一支典型的 7.5 毫升血液试管中,可能含有 35~40 亿个血细胞、以及 10 个左右的癌细胞,这无异于大海捞针”。

好消息是,新开发的诊断设备,能够借助微流体技术,将癌细胞与任何给定血液样本中的其它细胞分离。

与其它锁定生物标记的为流体装置(亲和分离)不同,新装置基于惯性迁移理论打造,能够相当独特地过滤掉 CTC 。Papautsky 指出:“使用大小差异来分离流体中的细胞类型,要比亲和力分离容易得多。后者借助‘粘性’标签来捕获正确的细胞类型,后续还需进行高阶的纯化工作”。

上图演示了肿瘤细胞与血液样本的分离(来自:Ian Papautsky)

上图演示了肿瘤细胞与血液样本的分离(来自:Ian Papautsky)

早期试验结果表明,新装置的表现很是亮眼,成功地从加有 50 个 CTC 的 5ml 血液样品中,捕获了 93% 的癌细胞。研究人员在八名癌症患者的血液样本上进行了测试,结果发现 —— 即便在 5ml 样本中加入 10 个 CTC 细胞,其检出率仍高达 83% 。

据悉,除了其中两份样本,该装置均可检出 CTC 。至于未检出的原因,研究人员猜测,应该是血液样本的量太少了。需要指出的是,尽管首批测试中仅针对非小细胞肺癌的 CTC,但研究人员认为,该系统同样适用于其它类型的癌症检测,比如乳腺癌和肝癌。只要 CTC 大于血细胞,该装置可以得到广泛的运用。但若最小量的稀有 CTC 比血细胞少很多,该装置仍有将它遗漏的可能。

为提升精确性,研究人员的下一步计划,是在更广泛的试验中进一步验证该装置的功效,同时可以添加额外的生物标记物(比如癌症 DNA 检测)。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《微系统与纳米工程》(Microsystems & Nanoengineering)期刊上。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41378-019-0045-6#Abs1

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