分析肺癌腫瘤 新技術僅需5小時30美元

斯坦福大學研發的一種新型血液檢測,可望為分析腫瘤細胞提供快速且廉價的新管道,研究人員指出,新的血液檢測更便於觀察腫瘤對化療或標靶藥物治療的變化,得以使醫療團隊更精準的對症下藥。
中間的MagSifter芯片可以快速的從肺癌患者的血液中,檢測腫瘤細胞。(斯坦福醫學院官網)
中間的MagSifter芯片可以快速的從肺癌患者的血液中,檢測腫瘤細胞。(斯坦福醫學院官網)
新的檢測是從血液中篩選腫瘤細胞的遺傳圖譜技術,為臨床和實驗室提供了有價值的工具。根據斯坦福大學醫學院研究人員的研究結果,從肺癌患者血液樣本中分析腫瘤細胞的基因,比起目前採用的活體組織檢測方式來說,這是一種更廉價、無創傷的方式,而且只要5個小時便能完成,費用低於30美元。

及時觀察腫瘤細胞變化

放射學教授Seung-min Park博士是新研究的主要作者,於去年12月12日在「美國國家科學院院刊」電子刊中提到:「我們正在努力研究微創技術,使我們能夠持續監測一個人的健康狀況。」這項研究的主要作者還有前斯坦福大學研究生Dawson Wang博士和Chin Chun Ooi。
研究人員說,新的血液檢查比其它診斷方法更安全,更便宜、更迅速、更有效。研究人員用癌症患者的血液分離循環的腫瘤細胞,並從每個腫瘤細胞內讀取少數基因。這樣,他們就能夠獲得關於肺部深處的原始癌症腫瘤的遺傳信息,而不進行活組織檢驗,這種活組織檢驗可能會對患者造成危險。
新的研究加強了分析在血液裡循環的腫瘤細胞的遺傳圖譜,改變癌症治療方法的信心:當腫瘤對之前的藥物產生抗藥性時,即時的分析結果,可以引導醫療團隊如何使用下一個化療或靶靶藥物;第二,它提供一種隨時間變化研究腫瘤的方法。
研究人員表示,癌症治療在前幾個月失敗是常見的事,往往是由於腫瘤的發展對治療產生抵抗性。在這一點上,了解患者的腫瘤變化情況很重要。

沒有分析就無法準確醫治

Park博士說:「沒有活組織檢查和基因分析,我們只能盲目的選擇第二或第三種治療方案,希望能夠進行醫治。而重複的肺活組織檢查對患者來說難度太大了。即使進行CT掃描,觀察腫瘤是否正在萎縮或生長,也增加了人體暴露於有害X射線的機會。基於血液的監測,將使我們能夠正確的選擇第二或第三種治療方法,而不是盲目地選擇。」

尋找血液中的腫瘤細胞

尋找一種觀察血液中的循環腫瘤細胞(CTCs)的方法,多年來一直是腫瘤學家的目標。當人們死於癌症時,通常來自腫瘤細胞轉移——腫瘤遍布全身。轉移的一部分是腫瘤細胞進入血液,在那裡它們與正常血細胞一起循環,最終在其他器官中著陸並在那裡生成腫瘤。一般來說,血液中CTC的存在,預示著癌症患者的存活時間會更短。
癌症研究教授Gambhir說:「這項工作符合我們更廣泛的使用基於血液的診斷方法,來檢測和治療疾病的計劃。通過研究單個CTC,對於癌症的治療,包括預測對治療的反應,將更為樂觀。」
血液通常包含很少量的CTC,因此腫瘤學家的挑戰之一是將它們與普通血細胞分離開。新技術涉及從肺癌患者取血,然後將抗體連接到循環腫瘤細胞。一旦癌細胞被標記,該研究小組使用磁性納米顆粒附著於被標記的癌細胞抗體上。隨著每個單獨的癌細胞用磁性納米顆粒作了標記,研究人員就可以使用稱為磁性篩選器的裝置MagSifter來進行篩檢。

此技術可適用其它癌症

MagSifter由材料科學工程與電氣工程教授,Shan Wang博士研發,是可以打開和關閉的電磁篩。當MagSifter打開時,它從血液樣品中拉出納米顆粒標記的CTC,並允許其餘的血液流過篩子。然後把從血液中抽出的CTC沉積到一個平坦的微孔陣列中,以便進行遺傳分析。
這項新技術證明了從血液樣本中收集和分析肺癌細胞的概念是可行的。如果該技術得到食品和藥物管理局(FDA)的批准,它可以用於觀察癌細胞對於化療的反應,從而確定哪種藥物對於個體患者更好。
Shan Wang博士說,原則上這種技術也適應於其它種類的癌症治療。「我們使用這種技術是因為肺活檢的困難,但是這種技術不僅限於肺癌的分析,我們可以更換標記物,使其適應於其它類型的癌症。」

更迅速、更便宜、更準確

團隊開發的方法可用於觀察3到4個基因的突變,並且只需要不超過2毫升的血液,約半茶匙。研究人員說,測試可以在約5個小時內完成,費用低於30美元。
相比之下,DNA測序方式,只對肺組織進行單一活檢,成本約為18,000美元,需要長達3週的時間才能提供結果。另一個血液檢測方式,Johnson & Johnson公司的CellSearch,已經通過FDA的批准,花費約900美元,需要1週的時間才能提供結果。
「我們覺得我們已經解決了很多技術障礙。抽血便宜,無創傷,可以每週進行一次。」
這是斯坦福醫學致力於精準健康的一個團隊合作的例子,其目標是預測和預防疾病以及精確診斷和治療疾病。該研究得到了國家衛生研究院金絲雀基金會和LUNGevity基金會的支持。斯坦福大學也已經申請了與這項工作有關的技術專利。
本文編譯自斯坦福醫學院文章:Blood test could provide cheaper, better way for doctors to manage lung cancer。