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Nature子刊:全新液体活检技术将允许捕捉单个循环肿瘤细胞!

首页 » 《转》译 2019-03-07 转化医学网 赞(2)
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导读
液体活检随着循环血液筛选分析技术的发展逐步从实验室验证走向临床应用。其主要的工作原理主要包括识别分离血液中的循环肿瘤细胞(CTC)或直接对肿瘤代谢产物等生物标记物进行精细的分析处理,进而辅助临床医生进行针对早期癌症的早期诊断。

液体活检随着循环血液筛选分析技术的发展逐步从实验室验证走向临床应用。其主要的工作原理主要包括识别分离血液中的循环肿瘤细胞(CTC)或直接对肿瘤代谢产物等生物标记物进行精细的分析处理,进而辅助临床医生进行针对早期癌症的早期诊断。最近,来自伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)和澳大利亚昆士兰科技大学的研究小组开发了一种新的液体活检装置,它可将从患者血液样本中分离出单个癌细胞,进而提供准确、快速且廉价的液体活检服务。这项新的研究结果发表于《Microsystems & Nanoengineering》杂志。

分离具有活性且完整的循环肿瘤细胞(CTC)对于液体活检的使用至关重要,液体活检本身作为组织活检的替代方案具有十分重要的临床意义。这些循环肿瘤细胞作为癌症生物标志物,可预测患者的治疗反应,对肿瘤组织进行药物筛选及为患者提供个性化医疗。与传统组织活检相比,其具有许多优势,因此液体活检受到国内外学者的很大重视。

循环肿瘤细胞可以很轻松地进入循环系统内,而这些细胞内携带肿瘤组织大量特定基因突变的信息,因此其分析结果将为靶向治疗提供大量可靠数据。然而,从血液中准确分离循环肿瘤细胞极具挑战性。虽然目前已存在多种系统可进行相应循环肿瘤细胞的分离,但价格昂贵、效率低下,准确性差一直制约着液体活检领域的发展。


近日,来自伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)和澳大利亚昆士兰科技大学的研究小组开发了一种新型的多流微流体(MFM)系统,其可分离高纯度的循环肿瘤细胞。这一系统内的微通道利用细胞的惯性迁移。细胞的侧向迁移在很大程度上取决于这一系统内微通道中细胞的大小。由于其利用的是循环肿瘤细胞的物理特性,因此无需利用亲和力和其他黏附活性手段来进行繁琐复杂的分离工作。这一系统最大的特点是实现了对来自白细胞的循环肿瘤细胞进行了无标记分离。

在完成系统设计与建造后,研究人员对系统的流出率和流量等分析数据进行了详细研究。当研究人员将10个肺癌细胞加入5毫升健康血液样本再通过他们的设备运行检测血液时,它能够使用微流体装置发现原先93%的癌细胞。先前开发的分离循环肿瘤细胞的微流体装置仅具有50-80%的回收率。

此外,当研究团队运行8个非小细胞肺癌患者血液样本时,他们能够利用微流体装置从6个样本中分离出癌细胞。除了高效率和可靠性外,这套系统仅需少量血液样本稀释液也是其另一个亮点。利用微通道分析8个NSCLC患者和5个健康受试者的血液样本时,研究者可从6名患者的样本中分离出循环肿瘤细胞,且每毫升血液中最多检测出78个癌细胞并且在健康对照中未发现癌细胞。因此,这套系统显示出超高的分离效率(> 99%)和分离纯度(> 87%)。

虽然此次实验的样本数较少,但从小样本量的分析数据便可窥见此系统的可靠性,接下来的工作将是通过大样本量来进一步验证该系统的可靠性,并为最终走向临床应用提供可靠的实验数据。

参考文献

KenO’Byrne, Chamindie Punyadeera, Ian Papautsky. Isolation of circulating tumor cellsin non-small-cell-lung-cancer patientsusing a multi-flow microfluidic channel

(转化医学网360zhyx.com)

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