新型芯片實驗室血液測試有望更早地發現癌癥

血液或其他生物流體的液體活檢有望檢測癌癥和監測治療反應。縱向癌癥監測對精準醫學的臨床實施至關重要。越來越多的證據表明胞外囊泡（extracellular vesicle, EV）在腫瘤進展和轉移中具有重要功能，包括通過運輸基質金屬蛋白酶（MMP）進行基質重塑。然而，EV的臨床相關性在很大程度上仍未確定，部分原因在于針對EV的分析存在挑戰。現有的分析技術大多幾種在表征EV中的分子成分。

在一項新的研究中，來自美國堪薩斯大學的研究人員報道了一種納米工程芯片實驗室系統，它能夠對腫瘤相關EV進行整合性的功能和分子表型分析。他們開發出一種通用的高分辨率膠體噴墨打印方法，從而允許穩健地和可擴展地制造三維納米圖案聚二甲基硅氧烷/玻璃微流體芯片，用于分析血漿中的EV。相關研究結果發表在2020年6月10日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Molecular and functional extracellular vesicle analysis using nanopatterned microchips monitors tumor progression and metastasis”。

這種微流體芯片可捕獲表達不同表面標志物的EV，并測量MMP14在EV表面上的表達和活性。

利用這種微流體芯片平臺，這些研究人員以癌癥細胞系和小鼠模型為研究對象，展示了綜合分析MMP14在EV表面上的表達和蛋白分解活性，以檢測體外細胞侵襲性和監測體內腫瘤轉移。對臨床血漿標本的分析表明，這種技術可以用于癌癥檢測，包括在一個訓練隊列（n = 30，96.7%準確率）和一個獨立的驗證隊列（n = 70，92.9%準確率）中，對年齡匹配的對照組和原位導管癌、浸潤性導管癌或局部轉移性乳腺癌患者的準確分類。

通過臨床驗證，這種微流體芯片技術可以提供一種有用的液體活檢工具，以改善癌癥診斷和實時監測患者的腫瘤演變，從而為個性化治療提供信息。