Nature子刊：一种能让转移性癌症检测更容易、更快的新方法

佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员发现了一种检测方法，可以通过显示癌症如何转移以及处于什么阶段来彻底改变癌症治疗。这可能导致更早、更有针对性的治疗，从简单的血液测试开始。

　　

   

   

图片:微芯片的制作。该设备是通过将聚合物注射到微型组装模具中制造的，该聚合物在紫外线下固化，以生产低成本的一次性设备。    

癌症通过循环肿瘤细胞(ctc)通过血液传播到其他器官，几乎不可能追踪到它们。现在，佐治亚理工学院的研究人员发现了一种检测方法，可以通过显示癌症如何转移以及处于什么阶段来彻底改变癌症治疗。这可能导致更早、更有针对性的治疗，从简单的血液测试开始。

当肿瘤开始转移时，它会将细胞转移到血液中。单个细胞通常无法独自在血液中存活下来，但成群的细胞要强壮得多，可以移动到其他器官，有效地将癌症推向转移状态。

ctc已经被证明很难研究，更不用说治疗了。血液中每毫升含有数十亿个细胞，在转移性癌症患者体内，只有少数细胞是ctc。使用传统的实验室方法是无法达到这种强过滤的。大多数传统的过滤过于激进，会将簇分解成单细胞，并破坏了研究簇效应的能力。

电子与计算机工程学院副教授法提赫·萨里奥卢说:“这就是为什么像我这样的工程师对这个感兴趣，因为我们真的很擅长制造传感器，或进行敏感分析的小型设备。”“我们开始开发捕捉这些珍贵细胞的技术，以帮助更好地管理癌症。”  

Cluster-Well  

Sarioglu的实验室发明了一种名为Cluster-Well的新型芯片，它结合了微流控芯片的精度和膜过滤的效率来寻找CTC簇。利用微米大小的特征，微流控芯片可以精确定位血液样本中的每个细胞，并确定它是否癌变。

Sarioglu说:“作为设计师，微流控芯片给了你更多的控制，让你可以问任何你想问这些细胞的问题。”“它提高了精度和灵敏度，这是这种应用程序所需要的，因为你想要从许多血细胞中找到单个细胞。”

为了快速处理与临床相关的血量，研究人员依靠膜过滤技术使芯片操作更具可扩展性。实际上，该芯片看起来像一个标准的薄膜过滤器，但在电子显微镜下，微流控芯片显示了其微妙的结构，用于捕获簇状细胞，同时让其他血细胞通过。

对研究人员来说，实用性和功能性一样重要。虽然芯片最初是用硅制造的，就像计算机的中央处理器一样，但后来它被转移到聚合物上，使其更容易获得、负担得起和一次性使用，同时仍然保持其精致和精度。

Sarioglu说:“我们实际上只创造了我们需要的用来识别微流控芯片簇的陷阱，其余的只是一个标准的过滤器支架。”“与传统的微流控芯片相比，你将得到一个更实际的分析，在吞吐量和更高的灵敏度上有数量级的提高。”

分析患者肿瘤细胞簇  

研究人员通过与埃默里医院和北侧医院的合作，使用这种芯片来筛选卵巢癌或前列腺癌患者的血液样本。他们从前列腺癌和卵巢癌患者中分离出2到100个或更多的CTC簇，并使用RNA测序分析其子集。

该芯片的独特设计意味着CTC簇在微孔中被过滤，随后可用于进一步分析。即使是一个CTC也可能包含患者及其特定癌症的大量数据，这对控制疾病至关重要。例如，研究人员注意到，卵巢癌患者血液中聚集了数百个ctc，其中一些还活着，这一发现可能会导致疾病的传播。此外，通过测序芯片分离的前列腺CTC簇中的RNA，研究人员确定了这些转移细胞表达的特定基因。重要的是，来自不同患者的CTC簇被显示出表达不同的基因，这可能被用于开发个性化、靶向治疗。Sarioglu设想Cluster-Wells将成为治疗过程中的常规部分，通过简单的抽血来确定癌症处于哪个阶段。

“很难找到这些星系团，”萨里奥卢说。“但这项技术可以让这些珍贵的循环肿瘤细胞簇在任何癌症中被精确和实用地获取，这在以前是不可能的。”

文章标题

High throughput, label-free isolation of circulating tumor cell clusters in meshed microwells