综述：微流控集成技术在肺癌检测中的最新进展与未来方向

（编辑推荐）本综述系统阐述了微流控技术（Microfluidics）在肺癌标志物检测中的应用，涵盖循环肿瘤细胞（CTCs）、外泌体（Exosomes）和循环肿瘤DNA（ctDNA）等靶标，突出其高灵敏度（LOD达aM级）、低成本和高通量优势，为肺癌早期筛查提供革命性解决方案。

　　

Abstract

肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，传统影像学和呼吸内镜检查因高侵入性和假阳性率不适用于早期筛查。微流控技术凭借低样本需求（<300 μL）、高灵敏度（如外泌体检测限达10³ particles/mL）和集成化优势，成为肺癌液体活检的新平台。

1. Introduction

非小细胞肺癌（NSCLC）占肺癌病例的85%，其早期诊断面临挑战。血清标志物如CTCs和ctDNA虽具潜力，但存在含量低（如CTCs仅占血液细胞的10^-6~10^-7）、检测灵敏度不足等问题。微流控技术通过将样本制备、分离与检测集成于芯片，实现了标准化和自动化分析。

2. Tumor markers associated with lung cancer and microfluidic detection techniques

2.1. Exosomes

外泌体表面蛋白（如CD91、EGFR）和内部核酸在肺癌中高表达。Zhao团队开发的Exo-CMDS系统8分钟内可从300 μL血液中捕获5.1×10⁹ particles/mL外泌体，诊断准确率达91%。Yang等设计的PMMA-Au纳米孔芯片对尿液中肺癌外泌体的检测限低至1000 particles/mL，纯度>95%。

2.2. Application of CTCs in lung cancer detection

2.2.1. CTC

Zhou的多流微流控装置通过尺寸筛选实现CTC回收率>93%，临床样本中成功检出NSCLC患者CTC（6/8例）。Nguyen的介电泳芯片结合阻抗检测，可在无标记条件下富集90%的A549细胞。

2.2.2. Tumor single cell

Qiu的液滴微流控平台实现单细胞EGFR突变分析，通量达100液滴/秒，与测序结果一致，为个体化治疗提供依据。

2.3. Application of cfDNA in lung cancer detection

2.3.1. ctDNA

Wu的高密度微阵列数字PCR芯片可检测0.01%的EGFR突变，临床验证灵敏度达85.71%。Xia的免提取dPCR芯片直接分析血浆，T790M突变检测准确率100%。

2.3.2. DNA methylation

Ruan的数字微流控焦磷酸测序芯片30分钟内完成甲基化分析（LOD=5%），为表观遗传诊断开辟新途径。

2.4. Application of miRNA in lung cancer detection

Cao的SERS微流控芯片8分钟检出aM级miR-92a，较qPCR提速24倍。Yang的mCLN技术通过检测外泌体miR-21，显著区分NSCLC与健康人群。

3. Competition and prospects

当前挑战包括：①多标志物联检需求（如CTC+外泌体+ctDNA）；②芯片工艺标准化；③临床验证样本量不足。未来需开发集成化“样本进-结果出”系统，并探索肺癌特异性甲基化标志物。

4. Conclusion

微流控技术通过创新设计（如Exo-CMDS、数字PCR芯片）显著提升肺癌标志物检测性能，其临床转化将依赖跨学科协作与规模化生产。