有望无创检测前列腺癌的微流控芯片

据麦姆斯咨询报道，莫斯科谢切诺夫大学（Sechenov University）的研究人员与来自澳大利亚的同事利用微流控技术共同开发了一种能够从前列腺癌患者的尿液中分离出癌细胞的装置。研究表明，新方法在前列腺癌的诊断中具有很高的灵敏度和特异性，研究成果已发表在《癌症》（Cancers）杂志上。

前列腺癌是男性第二常见的癌症类型，2018年约有127万新登记病例，死亡人数接近36万。要使死亡率显著降低并不容易，因为目前尚无足够实用或准确的诊断方法能够在早期发现该疾病。

如今，研究人员通常使用两种方法来证明诊断结果：前列腺特异抗原（prostate-specific antigen, PSA）血液检测和组织活检（取组织样本进行分析）。这两种方法都有明显的缺点。血液检测不够特异性，可能会产生假阳性结果，因为PSA含量不仅在前列腺癌中升高，在其它前列腺疾病中也会升高。组织活检是一种侵入性检查，可能会引起不良副作用，如局部出血和感染。而且先前的研究也表明，由于血液中的细胞水平较低，液体活检（分离癌细胞）的敏感性相当差。因此，科学家们提出了一种替代方法，即液体尿液活检，前列腺与尿道紧密相连，排尿时癌细胞会被冲出。

谢切诺夫大学分子医学研究所的助理研究员Alexey Rzhevskiy指出，“正如我们展示的那样，在测试这项技术时，我们设法收集了前列腺癌细胞总数的85 (±6) %，并从86%的早期局限性前列腺癌症患者的尿液中分离出肿瘤细胞。现在，我们正在尝试优化该方法，以提高其效率、特异性和敏感度，同时该技术本身正在进行ZL申请。”

为了从尿液中分离细胞，研究人员开发了一款由聚合物制成的微流控芯片，该装置具有一个细长的螺旋通道，其中一端分叉，共有三个孔，一端的一个孔用于尿液摄入，另一端分叉的两个孔用于细胞分离。该芯片的设计可使比其它细胞大的癌细胞转移到通道内壁，通过一个孔离开通道，而较小、较轻的细胞则沿着外壁聚集，并通过另一个孔出来。该效应是由几种离心力共同作用造成的。

科学家用荧光抗体标记收集到的细胞，荧光抗体能够在吸收特定波长的光时发光。研究人员在荧光显微镜下用抗体检查癌细胞，并测量发出光的强度，如果超过计算阈值，科学家们就得出结论，这些细胞是癌细胞。

研究人员利用生理盐水和已知数量的细胞（在初步研究中），以及健康志愿者和前列腺患者的尿液样本来测试该装置。在初步实验中，该芯片分离出了80%~90%的癌细胞。对尿液样本的检测也相当成功，他们在14名癌症患者中检测出12人患有该疾病，并确认了14名健康志愿者中11人的健康状况。

该研究由来自悉尼科技大学（University of Technology Sydney）的副教授Majid Ebrahimi Warkiani所领导的科学小组，以及谢切诺夫大学生物医学工程系主任Andrei Zvyagin合作展开。