微流控芯片在循環(huán)腫瘤細(xì)胞中的應(yīng)用(簡(jiǎn)述)
從1990年瑞士科學(xué)家Manz等首次提出了微全分析系統(tǒng)的概念,到Forbs(《福布斯》)雜志將微流控芯片技術(shù)列為15件影響人類未來(lái)的最重要的發(fā)明之一,至此,微流控芯片技術(shù)作為本世紀(jì)最重要的前沿技術(shù)之一逐漸被認(rèn)可,并在生物、化學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域都發(fā)揮著重大作用,成為科學(xué)家手中流動(dòng)的"芯"。尤其是最近幾年,微流控芯片在循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)分離及檢測(cè)方面的應(yīng)用,大大提高了細(xì)胞的捕獲效率,使得能夠更優(yōu)地分離和檢測(cè)CTCs成為可能。
1.微流控芯片的特點(diǎn)
微流控芯片具有液流可控、樣品消耗量小、反應(yīng)速度快、易于集成化等特點(diǎn),近年來(lái),微流控芯片在疾病診斷方面的相關(guān)研究包括生物標(biāo)志物免疫分析、核酸測(cè)序、細(xì)胞分選與識(shí)別等。繼免疫微陣列芯片之后,微流控芯片免疫檢測(cè)的研究近年來(lái)備受關(guān)注,與前者相比,微流控免疫芯片更具有發(fā)展?jié)摿ΑF渲?,微流控芯片針?duì)CTCs檢測(cè)具有著高活性、高富集度、高豐度等特點(diǎn),具有重要的腫瘤診斷價(jià)值。
2.微流控芯片在循環(huán)腫瘤細(xì)胞中的應(yīng)用
2.1在惡性腫瘤診斷中的應(yīng)用
Nagrath等利用微流控芯片對(duì)多種癌細(xì)胞系進(jìn)行檢測(cè),捕獲率均大于60%,對(duì)腫瘤患者血樣進(jìn)行檢驗(yàn),敏感性為99.1%,并可以檢測(cè)出乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌及非小細(xì)胞肺癌等患者外周血中CTCs,靈敏度達(dá)99%。Dharmasiri 等使用前列腺特異性抗原(prostate specific membrane antigen ,PSMA)對(duì)LNCaP細(xì)胞系進(jìn)行檢測(cè),捕獲率為90%。Devriese 等也通過(guò)微流控芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)晚期非小細(xì)胞肺癌患者外周血中CTCs明顯增高。因此,微流控芯片在乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、肺癌等惡性腫瘤性疾病診斷中具有應(yīng)用前景。同樣,杭州華得森生物的CytoSorter循環(huán)稀有細(xì)胞分選系統(tǒng)利用微流控芯片技術(shù),檢測(cè)腫瘤等細(xì)胞系得到捕獲率均在90%以上,并且可以檢測(cè)乳腺癌、宮頸癌、非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌等患者外周血中的CTCs。
2.2在早期診斷中的作用
Rhim 等對(duì)胰腺囊性病變患者血樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)CTCs ,提示在腫瘤發(fā)展之前就存在CTCs 。Nagrath 等利用微流控芯片技術(shù)檢測(cè)早期前列腺癌患者外周血CTCs, 其靈敏度達(dá)100%,這表明微流控芯片技術(shù)可作為一項(xiàng)早期腫瘤診斷的重要手段。杭州華得森生物CytoSorter循環(huán)稀有細(xì)胞分選系統(tǒng)利用微流控芯片技術(shù),也對(duì)獲得性腎囊腫患者等病變?cè)缙诨颊哌M(jìn)行了CTCs檢測(cè),同樣能為患者提供早期預(yù)警。
2.3在療效評(píng)估中的作用
微流控芯片技術(shù)也可作為評(píng)估腫瘤治療效果的方法。Stott等運(yùn)用微流控芯片對(duì)前列腺癌的研究發(fā)現(xiàn):手術(shù)切除后,患者體內(nèi)CTCs含量會(huì)有顯著下降;同時(shí)即使未經(jīng)手術(shù)治療,給予正規(guī)抗腫瘤治療,體內(nèi)CTCs也會(huì)有所下降。這與杭州華得森的CytoSorter循環(huán)稀有細(xì)胞分選系統(tǒng)針對(duì)腫瘤患者術(shù)前術(shù)后的監(jiān)測(cè)結(jié)果保持一致。同樣Lv等在對(duì)進(jìn)行化療腫瘤患者的CTCs檢測(cè)中發(fā)現(xiàn),利用微流控芯片技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)可以作為患者對(duì)化療有效性的一種方法。因此,提示微流控芯片技術(shù)可以作為腫瘤預(yù)后評(píng)估的方法。
2.4在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移機(jī)制中的作用
Bersini等通過(guò)微流控芯片技術(shù)對(duì)乳腺癌骨轉(zhuǎn)移的研究表明,微流控芯片技術(shù)對(duì)腫瘤生物學(xué)及指導(dǎo)治療具有潛在優(yōu)勢(shì)。利用微流控芯片技術(shù)還可以對(duì)所富集的CTCs進(jìn)行分析,進(jìn)一步研究腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移機(jī)制。
微流控芯片在CTCs檢測(cè)的過(guò)程中,因操作簡(jiǎn)單方便,并擁有高活性、高富集度、高豐度等特點(diǎn),越來(lái)越受人們的重視。但由于國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展以及制作工藝的不統(tǒng)一,因此國(guó)內(nèi)還缺少利用微流控芯片技術(shù)的成品。而由杭州華得森生物聯(lián)合開(kāi)發(fā)的CytoSorter循環(huán)稀有細(xì)胞分選系統(tǒng)蓄勢(shì)待發(fā),引領(lǐng)技術(shù)潮流。
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