腫瘤患者外周血循環(huán)癌細(xì)胞檢測技術(shù)進(jìn)展
癌癥是當(dāng)代危害人類健康的主要疾病,癌癥的高死亡率很大程度上歸因于腫瘤發(fā)展到晚期或轉(zhuǎn)移。癌癥患者的血液中含有從原發(fā)癌部位分離出來的微量癌細(xì)胞 (CTCs) 。這些腫瘤細(xì)胞是癌癥早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)后的標(biāo)志物。長期以來,科學(xué)家們一直在尋找一種方法,能夠在血液中捕獲這些腫瘤,幫助早期發(fā)現(xiàn)癌癥以及癌癥是否發(fā)生轉(zhuǎn)移。然而,這些癌癥細(xì)胞在血液中的數(shù)量僅為每毫升幾個(gè),而紅細(xì)胞或白細(xì)胞的數(shù)量則高達(dá)數(shù)十億,因此很難對它們進(jìn)行分離和檢測。雖然CTCs的檢測設(shè)備已經(jīng)開發(fā)出來,但是它們需要昂貴的設(shè)備和試劑,同時(shí)低靈敏度;不能捕獲所有大小和類型的CTC,或捕獲CTC簇和單個(gè)細(xì)胞;難以從設(shè)備中提取捕獲的細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析;這一直是制約其實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。由于CTCs分選在腫瘤診斷與治療中的重要性,其技術(shù)得到不斷改進(jìn)與發(fā)展,這里介紹幾種最新的CTC分選方法。
一、1種新的微濾裝置能夠分離并觀察到一毫升血液中的微量癌細(xì)胞
2021年日本熊本大學(xué)研究小組發(fā)布開發(fā)了一種獨(dú)特的微濾器設(shè)備,可以輕松和廉價(jià)地分離和捕獲CTC。當(dāng)血液被泵入該裝置時(shí),該裝置在流體力的作用下發(fā)生動態(tài)和三維變形。利用核酸適體,特異而牢固地結(jié)合目標(biāo)分子。應(yīng)用大小選擇性和親和力選擇性分離和捕獲微小癌細(xì)胞。在評估該裝置時(shí),研究人員證明,即使在一毫升健康血液中只有5個(gè)癌細(xì)胞的情況下,也能捕獲癌細(xì)胞。由于一毫升血液中約有50億(紅細(xì)胞和白細(xì)胞)血細(xì)胞,該設(shè)備被證明具有非常高的檢測能力。
研究人員還發(fā)現(xiàn),微濾器幾乎不吸附任何血細(xì)胞,血細(xì)胞去除率達(dá)到98%以上,具有很高的選擇性檢測能力。該研究成果發(fā)表在科學(xué)雜志Talanta上。
二、應(yīng)用納米技術(shù)直接檢測血液中循環(huán)的腫瘤細(xì)胞
我國福建結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及中科院功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家應(yīng)用納米技術(shù)結(jié)合時(shí)間分辨熒光檢測,直接在血液中檢測循環(huán)的腫瘤細(xì)胞存在,該研究成果發(fā)表在2019年Angewandte Chemie International Edition雜志。該研究提出一種直接使用發(fā)光鑭系元素納米探針直接檢測CTC的超靈敏平臺。該技術(shù)設(shè)計(jì)在含銪的納米顆粒上涂上上皮細(xì)胞粘附分子(EpCAM)的抗體,通過溶解增強(qiáng)的時(shí)間分辨光致發(fā)光(TRPL)和消除短暫的自體熒光干擾來放大信號,當(dāng)每毫升血液腫瘤細(xì)胞大于10以上時(shí),檢出率為93.9(14/15)。
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【相關(guān)文獻(xiàn)】
1.Soichiro Fukuyama, Seitaro Kumamoto, Seiya Nagano, Shoma Hitotsuya, Keiichiro Yasuda, Yusuke Kitamura, Masaaki Iwatsuki, Hideo Baba, Toshihiro Ihara, Yoshitaka Nakanishi, Yuta Nakashima. Detection of cancer cells in whole blood using a dynamic deformable microfilter and a nucleic acid aptamer. Talanta, 2021; 228: 122239 DOI: 10.1016/j.talanta.2021.122239
2.Hanhan Guo, Xiaorong Song, Wen Lei, Cheng He, Wenwu You, Qingzhong Lin, Shanyong Zhou, Xueyuan Chen, Zhuo Chen. Direct Detection of Circulating Tumor Cells in Whole Blood Using Time-Resolved Luminescent Lanthanide Nanoprobes. Angewandte Chemie International Edition, 2019; DOI: 10.1002/anie.201907605
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