新的芯片可以使转移性癌症的治疗更容易、更快

佐治亚理工学院的研究人员发现了一种检测方法，可以通过显示癌症如何转移以及它们处于什么阶段来彻底改变癌症治疗。

癌症通过循环传播肿瘤细胞(ctc)通过血液传播到其他器官，而且它们几乎不可能被追踪。现在，佐治亚理工学院的研究人员发现了一种可能发生革命性变化的检测方法癌症治疗通过展示癌症是如何转移的以及它们所处的阶段。这可能导致更早和更有针对性的治疗，从简单的血液测试开始。

当肿瘤开始转移时，它会将细胞转移到血液中。单个细胞通常无法在血液中存活，但细胞群更强壮，可以转移到其他器官，有效地将癌症推向转移状态。

CTCs已被证明难以研究，更不用说治疗了。每毫升血液中含有数十亿个细胞，而在转移性癌症患者体内，只有少数细胞是ctc。使用传统的实验室方法无法达到如此高强度的过滤。大多数传统的过滤方法过于激进，会将聚类重新分解单个细胞破坏了研究a的效果的能力集群．

电气与计算机工程学院副教授Fatih Sarioglu说:“这就是让像我这样的工程师对这个感兴趣的原因，因为我们真的很擅长制造传感器，或者实际上可以进行敏感分析的小型设备。”“我们开始开发技术来捕捉这些宝贵的细胞，以帮助更好地控制癌症。”

Sarioglu最近发表在《网状微孔中循环肿瘤细胞簇的高通量、无标签分离》(High Throughput, free - tags Isolation of circulation Tumor Cell Clusters in mesh microwell)上的研究自然通讯。

创建集群井芯片

Sarioglu的实验室发明了一种名为Cluster-Well的新型芯片，将微流控芯片的精度与膜过滤的效率相结合，以发现CTC集群。利用微米大小的特征，微流控芯片能精确定位每一个细胞在血液样本然后判断是否癌变。

Sarioglu说:“作为设计师，微流控芯片让你有更多的控制权，可以问你想问这些细胞的任何问题。”“它提高了精度和灵敏度，这是你在这样的应用中所需要的，因为你想要从许多血细胞中找到单个细胞。”

为了快速处理临床相关的血量，研究人员依靠膜过滤使芯片操作更具可扩展性。实际上，这种芯片看起来像一个标准的薄膜过滤器，但在一个电子显微镜的微流控芯片揭示了其微妙的结构，用于捕获集群，同时让其他血细胞通过。

对研究人员来说，实用性和功能性同样重要。虽然芯片最初是用硅制造的，就像中央处理器在计算机中，它后来被转移到聚合物中，使其易于获得、负担得起和一次性使用，同时仍然保持其精致和精确。

Sarioglu说:“我们真的只创造了用微流控芯片识别集群所需的陷阱，剩下的只是一个标准的过滤器支架。”“与传统的微流控芯片相比，你将获得一种更实用的检测方法，吞吐量将提高几个数量级，灵敏度也更高。”

分析患者肿瘤细胞簇

研究人员使用这种芯片来筛选卵巢或卵巢疾病患者的血液样本前列腺癌通过与埃默里医院和北区医院的合作他们从前列腺和前列腺中分离出两个到100个或更多的CTC细胞卵巢癌患者并使用RNA测序来分析一个子集。

该芯片独特的设计意味着CTC簇可以在微井中过滤，随后可以进行进一步分析。即使是单个CTC也可能包含大量关于患者及其特定癌症的数据，这对控制疾病至关重要。例如，研究人员在卵巢癌患者的血液中发现了数百个聚集的ctc，其中一些仍然活着，这一发现可能会对疾病的传播产生影响。

此外，通过对芯片分离出的前列腺CTC簇中的RNA进行测序，研究人员确定了特定的基因通过这些转移来表达细胞．重要的是，来自不同患者的CTC集群被证明表达不同的基因，这可以潜在地用于开发个性化的靶向治疗。Sarioglu设想集群井将成为治疗过程的常规部分，通过简单的抽血来确定癌症处于哪个阶段。

Sarioglu说:“发现这些星团非常难以捉摸。”“但这项技术可以精确和实用地访问任何癌症中这些宝贵的循环肿瘤细胞簇，这在以前是不可能的。”

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