近日,纽约大学阿布扎比分校的研究人员开发了一种新的微流体系统,称为“人字形微流体探针”,该系统可有效分离CTC和癌症患者血液样本中的CTC簇。
癌症是全球范围内主要的死亡原因之一,在转移之前及时发现并及早诊断的话,其存活率显著提高。而如果没有及时发现的话,这些肿瘤细胞会从原发位置脱落到血液中,从而使癌症发生转移,这些细胞就是循环肿瘤细胞(CTC)。
目前对于前列腺癌的常用检测手段主要是:直肠检查(DRE)和前列腺特异性抗原(PSA)血清水平测定。但是,这些检查方式也有缺点:首先,这2种检测方式都是侵入性的。其次,DRE不容易被患者接受,并且受医生主观判断影响;PSA血清水平检测易出现假阳性和假阴性。
鉴于此,人们越来越倾向于开发侵入性较小的液体活检方法。液体活检的主要目标之一是循环肿瘤细胞,而血液中CTC的存在构成癌症转移的预后标志物。然而,这些细胞在血液中的稀缺性,使它们的分离极具挑战性。
人字形微流体探针设备具有一个开放空间的微流体配置,其中探针与基板完全分离,这允许独立的基板处理和功能化。将HB-MFP连接到可编程XYZ微型定位器,从而可以准确控制设备的平行对齐,分离距离以及扫描速度和方向。研究表明我们可以在2D打印配置中的开放平面基板上通过多路复用捕获CTC。
在一毫升患者的血液样本中,数十亿个健康的红细胞和白细胞中仅存在少量的CTC。使用前列腺癌血液样本,HB-MFP有效分离出CTC,计数范围从低至6CTC/mL(局部癌症患者)到高至280CTC/mL(转移性癌症患者)。此外,成功逮捕了多达50个细胞的CTC簇。
Qasaimeh和他的团队在研究中介绍了创建HB-MFP工具的过程,该工具利用不同类型的生物识别分子从血液中识别和分离细胞样品。HB-MFP在开放配置下工作,而无需涉及封闭通道的概念,从而消除了传统微流体技术的一些技术难题。结果,HB-MFP是可移动的,并在以不同生物识别受体修饰的捕获基质上进行扫描。打个比方,HB-MFP就像是在水下且无接触的板上书写的笔,其中墨水是患者的血液样本,板上是用于捕获CTC的生物功能化基质。
作者和博士学位的AyoubGlia评论说:“对捕获的CTC的数量,抗原表达水平和大小的分析有望成为前列腺癌的诊断和预后工具。”
Qasaimeh说:“HB-MFP也可适于其他类型的癌症,例如乳腺癌和肺癌。希望我们的工作促使早期诊断工具更加有效和准确。”