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微流控芯片在循环肿瘤细胞中的应用(简述)

微流控芯片在循环肿瘤细胞中的应用

1990年瑞士科学家Manz等首次提出了微全分析系统的概念,到Forbs(《福布斯》)杂志将微流控芯片技术列为15件影响人类未来的最重要的发明之一,至此,微流控芯片技术作为本世纪最重要的前沿技术之一逐渐被认可,并在生物、化学、医药等领域都发挥着重大作用,成为科学家手中流动的"芯"。尤其是最近几年,微流控芯片在循环肿瘤细胞(CTCs)分离及检测方面的应用,大大提高了细胞的捕获效率,使得能够更优地分离和检测CTCs成为可能。

1.微流控芯片的特点

微流控芯片具有液流可控、样品消耗量小、反应速度快、易于集成化等特点,近年来,微流控芯片在疾病诊断方面的相关研究包括生物标志物免疫分析、核酸测序、细胞分选与识别等。继免疫微阵列芯片之后,微流控芯片免疫检测的研究近年来备受关注,与前者相比,微流控免疫芯片更具有发展潜力。其中,微流控芯片针对CTCs检测具有着高活性、高富集度、高丰度等特点,具有重要的肿瘤诊断价值。

2.微流控芯片在循环肿瘤细胞中的应用

2.1在恶性肿瘤诊断中的应用

Nagrath等利用微流控芯片对多种癌细胞系进行检测,捕获率均大于60%,对肿瘤患者血样进行检验,敏感性为99.1%,并可以检测出乳腺癌、结肠癌、前列腺癌及非小细胞肺癌等患者外周血中CTCs,灵敏度达99%。Dharmasiri 等使用前列腺特异性抗原(prostate specific membrane antigen ,PSMA)对LNCaP细胞系进行检测,捕获率为90%。Devriese 等也通过微流控芯片技术发现晚期非小细胞肺癌患者外周血中CTCs明显增高。因此,微流控芯片在乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肺癌等恶性肿瘤性疾病诊断中具有应用前景。同样,杭州华得森生物的CytoSorter循环稀有细胞分选系统利用微流控芯片技术,检测肿瘤等细胞系得到捕获率均在90%以上,并且可以检测乳腺癌、宫颈癌、非小细胞肺癌、结直肠癌等患者外周血中的CTCs。

2.2在早期诊断中的作用

Rhim 等对胰腺囊性病变患者血样检测发现CTCs ,提示在肿瘤发展之前就存在CTCs 。Nagrath 等利用微流控芯片技术检测早期前列腺癌患者外周血CTCs, 其灵敏度达100%,这表明微流控芯片技术可作为一项早期肿瘤诊断的重要手段。杭州华得森生物CytoSorter循环稀有细胞分选系统利用微流控芯片技术,也对获得性肾囊肿患者等病变早期患者进行了CTCs检测,同样能为患者提供早期预警。

2.3在疗效评估中的作用

微流控芯片技术也可作为评估肿瘤治疗效果的方法。Stott等运用微流控芯片对前列腺癌的研究发现:手术切除后,患者体内CTCs含量会有显著下降;同时即使未经手术治疗,给予正规抗肿瘤治疗,体内CTCs也会有所下降。这与杭州华得森的CytoSorter循环稀有细胞分选系统针对肿瘤患者术前术后的监测结果保持一致。同样Lv等在对进行化疗肿瘤患者的CTCs检测中发现,利用微流控芯片技术进行检测可以作为患者对化疗有效性的一种方法。因此,提示微流控芯片技术可以作为肿瘤预后评估的方法。

2.4在肿瘤发生、发展、转移机制中的作用

Bersini等通过微流控芯片技术对乳腺癌骨转移的研究表明,微流控芯片技术对肿瘤生物学及指导治疗具有潜在优势。利用微流控芯片技术还可以对所富集的CTCs进行分析,进一步研究肿瘤的发生、发展以及转移机制。

微流控芯片在CTCs检测的过程中,因操作简单方便,并拥有高活性、高富集度、高丰度等特点,越来越受人们的重视。但由于国内技术的发展以及制作工艺的不统一,因此国内还缺少利用微流控芯片技术的成品。而由杭州华得森生物联合开发的CytoSorter循环稀有细胞分选系统蓄势待发,引领技术潮流。

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