新設備：一滴血可以檢測到癌症？

一種新的檢驗方法可能會幫助與在早期發現某種類的癌症。科學家抱有希望認為這種檢驗方法能發展成為健康人中普遍應用的癌症檢查方法。醫生認為，如果能及早發現癌症，就有治癒的機會，多年來，科學家就對血液或其它體液中可能顯示癌症早期徵兆的物質進行研究，現在，一種創新工具可以輕鬆，快速地和少量血液檢測癌症。

為了找到一種簡單有效的識別難以診斷的癌症的方法，來自堪薩斯大學（KU）的勞倫斯大學和KU癌症中心以及堪薩斯城KU醫學中心的研究人員現已開發出一種超靈敏的癌症檢測方法的設備。

該裝置被稱為「3-D-nanopatterned microfluidic chip,（3D-納米圖案的微流體晶元）」，可以成功地檢測出最小的血液滴或稱為血漿的血液成分中的癌症標記物。

主要作者，KU化學副教授Yong Zeng和他的團隊在Nature Biomedical Engineering雜誌發表的一篇論文中描述了這種新工具是如何工作的。

科學家解釋說，這種裝置通過「過濾」外泌體來識別和診斷癌症，這些外泌體是一些真核細胞產生的微小囊泡。

在癌細胞的情況下，外來體含有可以指導腫瘤生長和擴散的生物信息。

「從歷史上看，人們認為外泌體就像『垃圾袋"，細胞可以用來丟棄不需要的細胞伍，」Zeng解釋道。「但是，在過去十年中，科學家們意識到它們對於向受體細胞發送信息以及傳遞在許多生物功能中重要的分子信息非常有用。」

「基本上，腫瘤發出外來體包裝活性分子，反映了親代細胞的生物學特徵。雖然所有細胞都產生外泌體，但腫瘤細胞與正常細胞相比確實非常活躍，」Zeng指出。

高靈敏度診斷工具

這種新型裝置是一種3D納米工程工具，具有人字形圖案，可以「梳理」外泌體，推動它們與工具晶元的表面接觸進行分析。這個過程稱為「傳質」。

「人們已經開發出聰明的想法來改善微尺度通道中的質量傳遞，但是當粒子靠近感測器表面時，它們會被一小塊液體分開，從而產生增加的流體動力阻力，」Zeng指出。

「在這裡，我們開發了一種三維納米多孔人字形結構，可以排出該間隙中的液體，使顆粒與探針可以識別和捕獲它們的表面緊密接觸，」他進一步解釋道。

為了開發這種最先進的設備，Zeng和團隊與腫瘤生物標誌物專家Andrew K和癌症中心現任副主任Andrew Godwin合作。

為了測試晶元的有效性，研究人員使用了卵巢癌患者的臨床樣本，卵巢癌是一種眾所周知難以檢測的癌症。

在這樣做的過程中，研究小組發現即使是最微量的血漿，該晶元也能夠檢測出這種癌症的存在。

「我們的合作研究繼續取得成果，推動了癌症研究和患者護理至關重要的領域 - 即早期發現的創新工具，」戈德溫指出，「這一研究領域對卵巢等癌症特別重要，鑒於絕大多數女性被診斷為處於晚期階段，遺憾的是，這種疾病至今還是無法治癒。「

多種臨床應用

研究人員也很樂於將新設備投入生產，成本低廉，這意味著會有更多的患者都受益於此。

「我們在這裡創造的是一種三維納米圖案方法，無需任何花哨的納米加工設備——大學生甚至高中生都可以在我的實驗室中完成，」Zeng說。

「這是如此簡單和低成本，它有很大的潛力轉化為臨床環境，」他強調說，該團隊「已經與Godwin博士和KU癌症中心的其他研究實驗室以及分子生物科學合作部門進一步探索該技術的轉化應用。「

更重要的是，Zeng及其同事認為，這種創新設備原則上具有很強的適應性。他們相信，在未來，醫生可以用它來診斷許多不同形式的癌症以及其他疾病。

「現在，我們正在研究細胞培養模型，動物模型以及臨床患者樣本，因此我們正在進行一些轉化研究，以將設備從實驗室設置轉移到更多臨床應用，」首席研究員說。

「幾乎所有的哺乳動物細胞都會釋放外泌體，所以應用不僅限於卵巢癌或任何一種癌症。我們正在一起研究神經退行性疾病，例如乳腺癌和結腸直腸癌。」

——Yong Zeng

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