科學家開發新型微流體裝置,少量血液便能進行 CTC 癌症檢測

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 28 日 19:16 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


從追蹤癌症 RNA 痕跡到檢測共有的獨特 DNA 奈米結構,醫界正在開發各種血檢方式來準確檢測癌症,近期伊利諾大學芝加哥分校(UI)和澳洲昆士蘭科技大學(QUT)科學家展示了一種全新、便宜且快速的裝置,只需稀少血液樣本便可檢測出其中漂浮的癌細胞。

在近年科學家開發的癌症血檢研究中,針對循環腫瘤細胞(CTC)的檢測相當受到關注,其實 CTC 就是原發腫瘤脫落到人體血液中的細胞,就像血球一樣會隨著全身血液循環並可能造成癌症轉移。

由於 CTC 只以非常稀少的量存在於血液中,科學家面臨的一大挑戰便是製造出一種可以檢測這些單細胞的裝置。為了讓人們理解檢測究竟有多困難,通訊作者 Ian Papautsky 解釋,以典型的 7.5ml 抽血量為例,其中約含有 35-40 億個血球細胞,而 CTC 可能只有 10 個,「所以我們真的是在大海撈針」。

而團隊新開發的這個診斷裝置,是利用微流體(microfluidic)技術將血液樣本中的癌細胞與其他細胞分離。與被稱為親和層析(affinity chromatography)、使用生物標記鎖定腫瘤細胞的微流體裝置不同,新裝置使用了與尺寸相關的慣性力分離理論,透過細胞的獨特大小來分離出 CTC。

Papautsky 指出,親和層析是使用「黏性」標籤來尋找正確的細胞類型,而且還需要大量先進的淨化工作,相較之下,團隊運用細胞大小差異來分離則更為簡易。

初期測試的結果非常值得驚人。與過去開發的微流體裝置 50-80% 回收率相比,新型微流體裝置成功從加入 50 個非小細胞肺癌(non-small-cell-lung-cancer)細胞的 5ml 血液樣本中抓到了 93% 的癌細胞,在更進一步僅加入 10 個 CTC 的 5ml 血液樣本測試中檢測率也達到了 83%。

儘管首次測試僅針對了非小細胞肺癌,但研究人員認為這套系統也能夠適用於多種其他癌症類型,在針對 8 名非小細胞肺癌的癌症患者血液樣本的初步測試中,裝置成功檢測出 6 個樣本的 CTC,對於未檢測出的 2 名患者案例,研究人員認為是因為只檢測了非常少量的血液。

研究人員注意到一些稀有的 CTC 可能比血液細胞還小,因此有機會被裝置遺漏,但只要 CTC 大於血液細胞,裝置就具有廣泛可用性。團隊計畫在更廣泛的實驗中驗證裝置的功效,並提供額外的生物標記(如癌症 DNA 檢測)來提高準確性。研究已經刊載在《微系統與奈米工程》(Microsystems & Nanoengineering)期刊。

(首圖來源:University of Illinois, Ian Papautsky

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