通过声波来分离循环肿瘤细胞,安全又高效

【字体: 时间:2018年07月05日 来源:生物通

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  美国杜克大学、麻省理工学院和新加坡南洋理工大学的研究人员近日证实,一种基于声波的平台能够在一小时内分离7.5 mL血液中的CTC,且效率达到86%以上。这项成果于本周发表在《Small》杂志上。

  

循环肿瘤细胞(CTC)像一颗颗种子,从原发肿瘤上脱落进入人体循环系统,有可能在远端的器官上继续生长。因此,它们包含了大量有关肿瘤的信息。通过液体活检来捕获血液样本中的这些细胞,有望提供可靠的诊断、预后和治疗建议。

然而,CTC极其稀少,很难捕获。患者的每毫升血液中通常只有几个CTC。目前虽然有许多技术能够将肿瘤细胞和正常血细胞分离,但它们都并非完美。有的会损伤细胞,有的效率不高,有的只能处理特定类型的癌症。

美国杜克大学、麻省理工学院和新加坡南洋理工大学的研究人员近日证实,一种基于声波的平台能够在一小时内分离7.5 mL血液中的CTC,且效率达到86%以上。这项成果于本周发表在《Small》杂志上。

这项技术的原理是对通过微小通道的流体施加一定角度的声波。因为声音只是压力波,所以它会产生一些压力,可以推动悬浮在液体中的颗粒。与正常的血细胞相比,声波对癌细胞的推力更大,故将CTC推到了一个单独的通道。

这种声波的功率和频率类似于医院的超声波检查中所使用的那些。由于每个细胞仅在不到1秒的时间内经历声波,而且不需要任何标记或表面修饰,因此CTC损伤的风险大大降低。基于这些特点,这种声波技术维持了CTC的功能和原始状态。

三年前,研究人员在一项概念验证研究中首次证实了这种方法。通过不断改进,现在它已经能够在临床环境中使用。这种原型设备能够以7.5 mL/小时的速度处理液体,比原先快了7倍,且效率超过86%。

杜克大学医学院的副教授Andrew Armstrong表示:“这种声波分离方法的最大优点是它对循环肿瘤细胞非常温和。癌细胞在通过芯片分离后依然有活力,可以鉴定、培养或分析,这使得我们能够开展基因分型或表型分析,以便更好地杀死它们。”

在这篇论文中,Armstrong利用该技术来收集前列腺癌患者的循环肿瘤细胞,并成功分析了一系列的标志物和短期生长特征。研究人员证实,来自不同患者的CTC在治疗靶点表达上存在很大差异,如前列腺癌特异性膜抗原(PSMA)。

未来,研究人员希望继续改进这种技术,以提高其速度和效率。Armstrong则计划在一系列培养和分析项目中确定技术的可行性,以证明它在临床上的潜力。他们还计划在各种研究中使用该技术,了解CTC为什么能够在血液中存活,并转移或扩散至全身。

“目前唯一一种经过FDA批准的CTC检测技术只能对CTC进行计数以及做一些基本鉴定,但无法在体外培养CTC,因为它在处理过程中杀死了细胞,”Armstrong表示。“我们能够获得存活的细胞,这至少让我们有机会培养和分析,并开展药物敏感性和基因检测,从而为治疗提供更多信息。”(生物通 薄荷)

原文检索

Circulating Tumor Cell Phenotyping via High‐Throughput Acoustic Separation

First published: 03 July 2018 https://doi.org/10.1002/smll.201801131

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