与其大海捞针，不如把整个草堆扫到一边，只留下一根针。这就是研究人员在开发一种新的微流体设备时所遵循的策略，该设备可以从全血样本中分离难以捉摸的循环肿瘤细胞（CTCs）。
与其大海捞针，不如把整个草堆扫到一边，只留下一根针。这是佐治亚大学工程学院的研究人员在开发一种新的微流体设备时遵循的策略，该设备可以从全血样本中分离难以捉摸的循环肿瘤细胞（CTCs）。
CTCs从恶性肿瘤中分离出来，流经血液，可能导致新的转移性肿瘤。从血液中分离CTCs为转移癌的基本认识、诊断和预后提供了一种微创的选择。但是，大多数研究都受到技术挑战的限制，无法以最小的污染捕获完整和有活力的CTCs。
佐治亚大学电子与计算机工程学院教授、该项目的首席研究员Leidong Mao（毛雷东）说：“一个典型的7到10毫升血液样本可能只含有少量CTCs。它们隐藏在含有数百万白细胞的全血中。让我们得到足够的CTCs，以便科学家能够研究和理解它们是一个巨大的挑战。”
循环肿瘤细胞也很难分离，因为在几百个CTCs的样本中，单个细胞可能表现出许多特征。一些类似皮肤细胞，而另一些类似肌肉细胞。它们的大小也有很大的不同。
Mao说：“人们经常把发现CTCs比作大海捞针。但有时候，针甚至不是针。”
为了更快、更有效地分离这些稀有细胞进行分析，Mao和他的团队发明了一种新的微流控芯片，可以捕捉血液样本中几乎所有的CTC超过99%，这一比例比大多数现有技术都要高得多。
该团队将其用于CTC检测的新方法称为“综合铁水动力细胞分离”（iFCS）。他们在发表于英国皇家化学学会芯片实验室的一项研究中概述了他们的发现。
Weill Cornell Medicine （威尔康奈尔医学院）细胞与发育生物学助理教授、该项目合作者Melissa Davis（梅丽莎·戴维斯）表示，这种新设备可能在治疗乳腺癌方面具有“革命性”意义。
戴维斯说：“医生只能治疗他们能检测到的疾病。我们通常无法检测到某些类型的CTCs，但通过iFCS设备，我们可以捕捉到所有的CTCs亚型，甚至可以确定哪些亚型是关于复发和疾病进展的信息最多的。”
戴维斯认为，该设备最终可能使医生比目前可能的更早地评估病人对特定治疗的反应。
虽然大多数捕获循环肿瘤细胞的努力都集中在识别和分离血液样本中隐藏的少数CTCs，但iFCS采用了完全不同的方法，消除了样本中不是循环肿瘤细胞的所有东西。
该设备的大小约为USB驱动器，其工作原理是将血液通过直径小于人类头发的管道输送。为了准备血液分析，研究小组在样本中添加了微米大小的磁珠。样本中的白细胞附着在这些珠子上。当血液流经该设备时，芯片顶部和底部的磁铁将白细胞及其磁珠吸引到一个特定的通道，而循环的肿瘤细胞则继续进入另一个通道。
该设备将三个步骤组合在一个微流控芯片中，这是对现有技术的又一进步，现有技术要求流程中的各个步骤使用不同的设备。
“第一步是过滤掉血液中的大量碎片，”佐治亚大学化学系博士生、该论文的联合第一作者Yang Liu（刘洋）说。“第二部分消耗多余的磁珠和大部分的白细胞。第三部分的目的是将剩余的白细胞集中到通道中间，并将CTCs推到侧壁。”
Wujun Zhao（赵武军）是本文的另一位主要作者。Zhao是劳伦斯伯克利国家实验室的博士后学者，他在佐治亚大学完成化学博士学位的同时参与了这个项目。
Zhao说：“我们的集成设备的成功之处在于，它能够富集几乎所有的CTCs，无论它们的大小和抗原表达如何。我们的发现有潜力为癌症研究团体提供关键信息，这些信息可能会被当前基于蛋白质或基于大小的富集技术所遗漏。”
研究人员说，他们的下一步工作包括使iFCS自动化，使其对临床环境更加友好。他们还需要在患者试验中测试该设备的性能。Mao和他的同事们希望有更多的合作者加入他们的行列，为这个项目贡献他们的专业知识。
（来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190516170010.htm.）