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微型芯片使癌症恶魔现形

来源:    时间:2013年04月08日    点击数:    5星

在血液中寻找癌细胞,犹如大海捞针。癌细胞如果进入血液,可能会造成严重的疾病。研究人员使用微型仪器寻找血液样本中的癌细胞。
 
微型芯片使癌症恶魔现形

保罗·加布里埃尔森(Paul Gabrielsen)

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/04/miniature-chip-detects-rogue-can.htm.”

对癌症患者来说,肿瘤细胞一旦脱落进入血液,病情就会越发恶化。这种袭掠性细胞,有时候在10亿血细胞中只有一个,它可以在身体的任何地方寄生,癌症扩散的这个过程称 为转移。现在,研究人员已开发出一个装置,可以检测到在血液循环中任何类型癌症的单个肿瘤细胞,这可使癌症的转移得到早期治疗,和可对癌症遗传学获得新的了解。

转移到血液中的癌细胞称为循环肿瘤细胞(CTCs)。2007年,由在波士顿的马萨诸塞州总医院的生物医学工程师穆罕默德·托纳(Mehmet Toner)领导的一个团队,发明了一种方法,在一个显微镜载玻片大小的硅芯片上蚀刻微槽道,每一条微槽道都不超过发丝的宽度,用它来搜捕和检测CTCs。托纳设计制备针对任何癌细胞都具有的一种表面蛋白的抗体,并把这种抗体涂布在微槽道的内表面,然后把整个血液样本泵入和通过这些微槽道,这种抗体就会像捕蝇纸粘住讨厌的昆虫那样捕获癌细胞。但是,没有这种表面蛋白质的癌细胞,例如黑色素瘤(一种皮肤癌)的血液样本流动通过微槽道,是检测不到的。

现在的新装置克服了这种局限。称为循环癌细胞惯性聚焦芯片系统(CTCs-iChip,“i”表示“惯性聚焦”),它的目标是血细胞而不是癌细胞。第一个芯片,依据细胞的体积,攫取小的红血细胞和血小板,仅让CTCs和白血细胞流过去。接着,第二个芯片,使CTCs和白血细胞通过弯曲的微槽道,并引导这些剩下的细胞排成单个的一路纵队。像细菌大小的磁珠,附着到白血细胞上的特定表面蛋白,而磁场则把这些白血细胞轻轻地推离出CTCs之列。留下来的就只有CTC了,把它收集到一个小瓶中,用常规的实验室方法进行单独地分析。

与托纳一起开发这一系统的,也是马萨诸塞州总医院的生物学工程师,该研究论文的主要作者埃姆雷·沃斯库莫尔(Emre Ozkumur)说,这项技术的临床应用是明确的。他说,早期的CTC检测,可使医师及时地开始抗转移治疗,有可能延缓或阻止癌症最终的致命猛击。

沃斯库莫尔说,然而,不是所有的CTC都会形成转移性肿瘤,癌症研究人员仍正在探索其中的道理。沃斯库莫尔说,由于CTCs显示了如此大量的遗传变异,所以分析的大部分细胞并不能揭示出原因。

该团队,将其研究结果在线报告于今天的《科学·转化医学》,并已在考虑继续改进降低制造成本,以备把CTC-iChip提供给临床使用。沃斯库莫尔说,研究人员要做的工作安排,包括把目前的两个芯片系统集成为一体。

位于剑桥的麻省理工学院的工程师罗伯特·兰格(Robert Langer)说:“该团队的研究工作是‘一个扎实的进步’。”兰格已拥有超过800项的生物医学专利,与以前的机型相比,他赞扬这个装置中的一些改进。兰格说,其他疾病如罕见的肺部淋巴管平滑肌瘤病(LAM),也涉及到循环的异常细胞。这项技术,也可能对这些疾病提前研究。

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