有望無創檢測前列腺癌的微流控芯片

據麥姆斯咨詢報道，莫斯科謝切諾夫大學（Sechenov University）的研究人員與來自澳大利亞的同事利用微流控技術共同開發了一種能夠從前列腺癌患者的尿液中分離出癌細胞的裝置。研究表明，新方法在前列腺癌的診斷中具有很高的靈敏度和特異性，研究成果已發表在《癌癥》（Cancers）雜志上。

前列腺癌是男性第二常見的癌癥類型，2018年約有127萬新登記病例，死亡人數接近36萬。要使死亡率顯著降低并不容易，因為目前尚無足夠實用或準確的診斷方法能夠在早期發現該疾病。

如今，研究人員通常使用兩種方法來證明診斷結果：前列腺特異抗原（prostate-specific antigen, PSA）血液檢測和組織活檢（取組織樣本進行分析）。這兩種方法都有明顯的缺點。血液檢測不夠特異性，可能會產生假陽性結果，因為PSA含量不僅在前列腺癌中升高，在其它前列腺疾病中也會升高。組織活檢是一種侵入性檢查，可能會引起不良副作用，如局部出血和感染。而且先前的研究也表明，由于血液中的細胞水平較低，液體活檢（分離癌細胞）的敏感性相當差。因此，科學家們提出了一種替代方法，即液體尿液活檢，前列腺與尿道緊密相連，排尿時癌細胞會被沖出。

謝切諾夫大學分子醫學研究所的助理研究員Alexey Rzhevskiy指出，“正如我們展示的那樣，在測試這項技術時，我們設法收集了前列腺癌細胞總數的85 (±6) %，并從86%的早期局限性前列腺癌癥患者的尿液中分離出腫瘤細胞。現在，我們正在嘗試優化該方法，以提高其效率、特異性和敏感度，同時該技術本身正在進行ZL申請。”

為了從尿液中分離細胞，研究人員開發了一款由聚合物制成的微流控芯片，該裝置具有一個細長的螺旋通道，其中一端分叉，共有三個孔，一端的一個孔用于尿液攝入，另一端分叉的兩個孔用于細胞分離。該芯片的設計可使比其它細胞大的癌細胞轉移到通道內壁，通過一個孔離開通道，而較小、較輕的細胞則沿著外壁聚集，并通過另一個孔出來。該效應是由幾種離心力共同作用造成的。

科學家用熒光抗體標記收集到的細胞，熒光抗體能夠在吸收特定波長的光時發光。研究人員在熒光顯微鏡下用抗體檢查癌細胞，并測量發出光的強度，如果超過計算閾值，科學家們就得出結論，這些細胞是癌細胞。

研究人員利用生理鹽水和已知數量的細胞（在初步研究中），以及健康志愿者和前列腺患者的尿液樣本來測試該裝置。在初步實驗中，該芯片分離出了80%~90%的癌細胞。對尿液樣本的檢測也相當成功，他們在14名癌癥患者中檢測出12人患有該疾病，并確認了14名健康志愿者中11人的健康狀況。

該研究由來自悉尼科技大學（University of Technology Sydney）的副教授Majid Ebrahimi Warkiani所領導的科學小組，以及謝切諾夫大學生物醫學工程系主任Andrei Zvyagin合作展開。