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新芯片可使轉移性癌癥治療更快更容易

2022-08-18 18:27:11 來源: 科技日報 作者: 張夢然

科技日報記者 張夢然

癌癥通過循環腫瘤細胞(CTC)傳播,這些細胞通過血液傳播到其他器官,且幾乎無法追蹤。美國研究人員在最新一期《自然·通訊》上發表論文稱,他們發現了一種檢測方法,可通過顯示癌癥如何轉移以及它們處于什么階段來徹底改變癌癥治療。


從患者血液樣本中采集的腫瘤細胞正在從設備中挑選出來進行測序。該設備位于顯微鏡臺上的培養皿中,玻璃微毛細管收集循環腫瘤細胞簇。

圖片來源:《自然·通訊》

當腫瘤開始轉移時,它會將細胞釋放到血液中。單個細胞通常無法自行在血流中存活,但細胞簇則很“健壯”并能將癌癥推向轉移狀態。事實證明,CTC難以研究且更難治療。每毫升血液中含有數十億個細胞,而這些細胞中只有少數會成為轉移性癌癥患者的CTC。使用傳統實驗室方法無法實現如此強烈的過濾。

佐治亞理工學院電氣與計算機工程學院團隊發明了一種名為“簇井”的新型芯片,通過將微流控芯片的精度與膜過濾的效率相結合來發現CTC簇。使用微米大小的特征,微流控芯片可精確定位血液樣本中的每個細胞,并確定它是否癌變。

為了快速處理臨床相關的血液量,團隊依靠膜過濾使芯片操作更具可擴展性。實際上,該芯片看起來像一個標準的膜過濾器,但在電子顯微鏡下,微流控芯片揭示了其用于捕獲簇同時讓其他血細胞通過的微妙結構。

與傳統的微流控芯片相比,新檢測方法在通量上提高幾個數量級,靈敏度更高。團隊使用該芯片篩查卵巢癌或前列腺癌患者的血液樣本。他們從這些患者中分離出個2到100多個的CTC簇,并使用RNA測序來分析一個子集。

該芯片的獨特設計意味著CTC簇在微孔中過濾,以便作進一步分析。即使是單個CTC也可包含大量關于患者及其特定癌癥的數據,這對于管理疾病至關重要。

研究人員注意到,卵巢癌患者血液中成簇的數百個CTC,其中一些還活著,從而導致疾病的傳播。此外,通過對芯片分離的前列腺CTC簇中的RNA進行測序,他們確定了這些轉移細胞表達的特定基因。重要的是,來自不同患者的CTC簇被證明表達不同的基因,這些基因可潛在地用于開發個性化的靶向治療。

責任編輯: 常麗君
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