由大連醫(yī)科大學(xué)牽頭，與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等多家單位合作，在國家科技計(jì)劃支持下，歷經(jīng)三年研發(fā)，成功構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cell，CTC）捕獲及單細(xì)胞分析樣機(jī)，顯示出較好的應(yīng)用前景。
CTC是存在于患者外周血中的各類腫瘤細(xì)胞的統(tǒng)稱，對其進(jìn)行捕獲及分選有助于腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和判斷，可提供治療反應(yīng)及預(yù)后等重要疾病信息，還可以進(jìn)一步從單細(xì)胞水平進(jìn)行基因測序等分析，指導(dǎo)個(gè)性化用藥，實(shí)現(xiàn)腫瘤精準(zhǔn)治療。與組織活檢不同，CTC檢測作為液體活檢的主要成分，僅需抽取幾毫升外周靜脈血，具有無創(chuàng)、便捷，可反復(fù)操作等優(yōu)點(diǎn)。然而由于CTC數(shù)量稀少并具有異質(zhì)性，目前CTC捕獲和分選在技術(shù)上存在巨大挑戰(zhàn)，成為制約其應(yīng)用于臨床的主要瓶頸。微流控芯片技術(shù)具有可精確操縱目標(biāo)細(xì)胞、檢測精度高、成本低廉等突出優(yōu)點(diǎn)在諸多技術(shù)中異軍突起，正在成為CTC高效檢測的關(guān)鍵技術(shù)之一。
該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用微流控芯片技術(shù)，構(gòu)建了三款各具功能的CTC捕獲裝置和一款單細(xì)胞檢測裝置（見下圖）。分別為“確定性側(cè)向位移（Deterministiclateral displacement，DLD）單一芯片捕獲裝置”、“DLD芯片和磁場負(fù)性分選芯片一體化的聯(lián)合捕獲裝置”和“CTC捕獲及原位鑒定聯(lián)合裝置”。其中DLD單一芯片捕獲裝置利用確定性側(cè)向位移陣列原理將CTC和血細(xì)胞分離，分選效率達(dá)95.26%以上，白細(xì)胞去除率也可達(dá)到96.5%以上。為了提高CTC分選純度，程度排除白細(xì)胞的干擾，將DLD芯片和磁場負(fù)性分選芯片相結(jié)合構(gòu)建了一體化的聯(lián)合捕獲裝置，其分選性能在DLD芯片分選的基礎(chǔ)上再次去除80%的白細(xì)胞。CTC捕獲及原位鑒定聯(lián)合裝置將CTC的捕獲識別和熒光免疫染色鑒定在單一的柵欄結(jié)構(gòu)芯片內(nèi)序貫完成，實(shí)現(xiàn)了富集、捕獲和鑒定分析一體化。
與國際公認(rèn)的CTC捕獲裝置Cellsearch分選系統(tǒng)相比，它們不僅擁有出色的檢測效率，更具有所需血液量少、成本低、時(shí)間短等優(yōu)勢。已經(jīng)通過大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院、北京大學(xué)人民醫(yī)院等多家臨床單位應(yīng)用，證實(shí)該裝置捕獲效率達(dá)95%以上。
研發(fā)的“單細(xì)胞檢測裝置”，通過對單個(gè)細(xì)胞阻抗脈沖信號的識別，實(shí)現(xiàn)了CTC在微流控芯片封閉系統(tǒng)內(nèi)的高效、無污染的單細(xì)胞分選，為進(jìn)一步進(jìn)行單細(xì)胞分析提供了保證。經(jīng)肺癌細(xì)胞的測試，該裝置可以完成單個(gè)細(xì)胞的精確分選和分析。
目前，該套樣機(jī)相關(guān)核心技術(shù)已經(jīng)申請專利22項(xiàng)，其中發(fā)明專利14項(xiàng)，獲批準(zhǔn)授權(quán)7項(xiàng)。
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