突破性癌细胞分选芯片让液体活检用于临床实验更近一步

液体或基于血液的活检是癌症治疗领域最受期待的新技术之一。医生们希望能够利用这些液体样本代替组织样本来诊断癌症，匹配肿瘤和治疗方案，并实时监测治疗效果。

现在，麻省总医院的一个团队设计出了一种新的超高通量微流控芯片(^LPCTC-iCHIP)。与现有方法相比，这种芯片将基于循环肿瘤细胞的检测灵敏度提高了100倍。该团队的论文近日刊登在《美国国家科学院院刊》上。

目前，液体活检最局限的方面是从患者血液中提取循环肿瘤细胞。这些细胞从肿瘤中分离出来，在血液中循环，已被证明可以提供一个实时窗口从基因层面上了解癌症。

然而，循环肿瘤细胞极为罕见。据估计，血液中每10亿个细胞中只有1个循环肿瘤细胞。因此，在一般10mL临床血液样本中可能有0到12个循环肿瘤细胞。循环肿瘤细胞的极少数量严重限制了液体活检分析的可靠性。

为了解决获取循环肿瘤细胞的数量极少的问题，该团队提出了一个两步走的过程，首先需要进行常规的白细胞去除术，该程序需要一个小时左右，从人的全血中富集白细胞和循环肿瘤细胞，同时把血液的其余成分，包括血浆、红细胞和大多数中性粒细胞，回输到人体内。

单采血液成分法是治疗许多健康疾病的常规方法，可产生由60亿个白细胞和循环肿瘤细胞组成的“白细胞浓缩液”。

60亿个有核细胞仍旧太多而无法有效地筛选循环肿瘤细胞。这正是^LPCTC-iCHIP的用武之地。从白细胞浓缩液中提取的白细胞用磁性标签标记，然后在该芯片上处理整个样本，使用芯片上的磁性微透镜去除大部分白细胞。

整个过程不到一个小时。更重要的是，^LPCTC-iCHIP是通过去除血细胞来工作的，所以它对癌症类型没有要求，可以用于处理任何实体瘤的样本。

其他的循环肿瘤细胞分离技术只能处理大约3%到5%的白细胞浓缩液。因此，相比目前竞争对手使用的方法，iCHIP可以多获取数千个循环肿瘤细胞。

^LPCTC-iCHIP项目的联合第一作者、麻省总医院癌症中心和哈佛大学医学院的研究型专科进修医生Avanish Mishra博士说：“有了这项新技术和我们使用白细胞浓缩液的独特工艺，我们实现了从使用10毫升血液样本到使用人的全血来筛选循环肿瘤细胞的转变，希望能把高度可靠的液体活检带到临床。”

“我相信新一代^LPCTC-iCHIP将对癌症的诊断和治疗产生革命性影响，”^LPCTC-iCHIP项目的联合第一作者Taronish Dubash博士说。“我非常高兴能将这项技术应用到患者样本中。”

^LPCTC-iCHIP项目的联合通讯作者Mehmet Toner博士表示：“组织活检有很多副作用。现在，我们有一种潜在方法可以提供真正的液体活检，为临床应用提供非侵入性癌细胞分离技术。”

这项研究得到了美国国家生物医学成像研究所、国家癌症研究所、美国癌症学会、霍华德休斯医学院、圣母院儿童医院和哈佛医学院埃莉诺和迈尔斯肖尔教师奖学金的支持。

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Translation of "Groundbreaking Mass General-designed cancer cell-sorting chip brings liquid biopsies closer to clinic," published on July 9, 2020.