癌癥通過循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)傳播，這些細(xì)胞通過血液傳播到其他器官，且?guī)缀鯚o法追蹤。美國研究人員在最新一期《自然·通訊》上發(fā)表論文稱，他們發(fā)現(xiàn)了一種檢測方法，可通過顯示癌癥如何轉(zhuǎn)移以及它們處于什么階段來徹底改變癌癥治療。

從患者血液樣本中采集的腫瘤細(xì)胞正在從設(shè)備中挑選出來進(jìn)行測序。該設(shè)備位于顯微鏡臺(tái)上的培養(yǎng)皿中，玻璃微毛細(xì)管收集循環(huán)腫瘤細(xì)胞簇。

當(dāng)腫瘤開始轉(zhuǎn)移時(shí)，它會(huì)將細(xì)胞釋放到血液中。單個(gè)細(xì)胞通常無法自行在血流中存活，但細(xì)胞簇則很“健壯”并能將癌癥推向轉(zhuǎn)移狀態(tài)。事實(shí)證明，CTC難以研究且更難治療。每毫升血液中含有數(shù)十億個(gè)細(xì)胞，而這些細(xì)胞中只有少數(shù)會(huì)成為轉(zhuǎn)移性癌癥患者的CTC。使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法無法實(shí)現(xiàn)如此強(qiáng)烈的過濾。

佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種名為“簇井”的新型芯片，通過將微流控芯片的精度與膜過濾的效率相結(jié)合來發(fā)現(xiàn)CTC簇。使用微米大小的特征，微流控芯片可精確定位血液樣本中的每個(gè)細(xì)胞，并確定它是否癌變。

為了快速處理臨床相關(guān)的血液量，團(tuán)隊(duì)依靠膜過濾使芯片操作更具可擴(kuò)展性。實(shí)際上，該芯片看起來像一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的膜過濾器，但在電子顯微鏡下，微流控芯片揭示了其用于捕獲簇同時(shí)讓其他血細(xì)胞通過的微妙結(jié)構(gòu)。

與傳統(tǒng)的微流控芯片相比，新檢測方法在通量上提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，靈敏度更高。團(tuán)隊(duì)使用該芯片篩查卵巢癌或前列腺癌患者的血液樣本。他們從這些患者中分離出個(gè)2到100多個(gè)的CTC簇，并使用RNA測序來分析一個(gè)子集。

該芯片的獨(dú)特設(shè)計(jì)意味著CTC簇在微孔中過濾，以便作進(jìn)一步分析。即使是單個(gè)CTC也可包含大量關(guān)于患者及其特定癌癥的數(shù)據(jù)，這對于管理疾病至關(guān)重要。

研究人員注意到，卵巢癌患者血液中成簇的數(shù)百個(gè)CTC，其中一些還活著，從而導(dǎo)致疾病的傳播。此外，通過對芯片分離的前列腺CTC簇中的RNA進(jìn)行測序，他們確定了這些轉(zhuǎn)移細(xì)胞表達(dá)的特定基因。重要的是，來自不同患者的CTC簇被證明表達(dá)不同的基因，這些基因可潛在地用于開發(fā)個(gè)性化的靶向治療。