从关注癌症RNA 痕迹到检测共有的独特DNA 纳米结构,医界正在开发各种血检方式来准确检测癌症,近期伊利诺大学芝加哥分校(UI)和澳洲昆士兰科技大学(QUT)科学家展示了一种全新、便宜且快速的设备,只需稀少血液样本便可检测出其中漂浮的癌细胞。
在近年科学家开发的癌症血检研究中,针对循环肿瘤细胞(CTC)的检测相当受到关注,其实CTC 就是原发肿瘤脱落到人体血液中的细胞,就像血球一样会随着全身血液循环并可能造成癌症转移。
由于 CTC 只以非常稀少的量存在于血液中,科学家面临的一大挑战便是制造出一种可以检测这些单细胞的设备。为了让人们理解检测究竟有多困难,通信作者Ian Papautsky 解释,以典型的7.5ml 抽血量为例,其中约含有35-40 亿个血球细胞,而CTC 可能只有10 个,“所以我们真的是在大海捞针”。
而团队新开发的这个诊断设备,是利用微流体(microfluidic)技术将血液样本中的癌细胞与其他细胞分离。与被称为亲和层析(affinity chromatography)、使用生物标记锁定肿瘤细胞的微流体设备不同,新设备使用了与尺寸相关的惯性力分离理论,通过细胞的独特大小来分离出 CTC。
Papautsky 指出,亲和层析是使用“黏性”标签来寻找正确的细胞类型,而且还需要大量先进的净化工作,相较之下,团队运用细胞大小差异来分离则更为简易。
初期测试的结果非常值得惊人。与过去开发的微流体设备50-80% 回收率相比,新型微流体设备成功从加入50 个非小细胞肺癌(non-small-cell-lung-cancer)细胞的5ml 血液样本中抓到了93%的癌细胞,在更进一步仅加入10 个CTC 的5ml 血液样本测试中检测率也达到了83%。
尽管首次测试仅针对了非小细胞肺癌,但研究人员认为这套系统也能够适用于多种其他癌症类型,在针对8 名非小细胞肺癌的癌症患者血液样本的初步测试中,设备成功检测出6 个样本的CTC,对于未检测出的2 名患者案例,研究人员认为是因为只检测了非常少量的血液。
研究人员注意到一些稀有的 CTC 可能比血液细胞还小,因此有机会被设备遗漏,但只要 CTC 大于血液细胞,设备就具有广泛可用性。团队计划在更广泛的实验中验证设备的功效,并提供额外的生物标记(如癌症 DNA 检测)来提高准确性。研究已经刊载在《微系统与纳米工程》(Microsystems & Nanoengineering)期刊。