科学家们提出了一种检测脑癌的新方法，该方法比手术活检更快、侵入性更小。进行这种新颖的“液体活检”只需要 100 微升血液，在一小时内，该方法就可以检测到与胶质母细胞瘤（最致命和最常见的脑肿瘤类型）相关的生物标志物。
科学家们提出了一种检测脑癌的新方法，该方法比手术活检更快、侵入性更小。进行这种新颖的“液体活检”只需要 100 微升血液，在一小时内，该方法就可以检测到与胶质母细胞瘤（最致命和最常见的脑肿瘤类型）相关的生物标志物。
该方法以极高的准确性超越了所有其他现有的胶质母细胞瘤测试和标记物。该原型的开发人员表示，它具有“近乎交钥匙的功能”。
这一突破是由美国圣母大学科学家领导的美国和澳大利亚团队实现的。他们的概念证明并不完美，但这是诊断向前迈出的重要一步。
该测试基于检测突变的血液生物标志物，称为表皮生长因子受体（ EGFR ），该标志物在某些癌症（如胶质母细胞瘤）中过度表达。这些血液生物标志物被发现隐藏在细胞外囊泡内，细胞外囊泡是含有来自原始细胞的蛋白质、脂质和遗传物质的小包装。
“细胞外囊泡或外泌体是细胞分泌的独特纳米颗粒，”圣母大学的生物分子工程师 Hsueh-Chia Chang解释道。“它们很大——比分子大 10 到 50 倍——而且带弱电荷。我们的技术是专门为这些纳米粒子设计的，利用它们的特性来发挥我们的优势。”
为了检测癌性肿瘤细胞释放的分子，研究人员将超灵敏生物芯片浸入未经处理的血浆样本中。
这种芯片的成本不到 2 美元，并且配备了一个与圆珠笔中的球大小相当的微型传感器。关键的界面包含被携带突变 EGFR 的外泌体吸引的抗体。当这些 EGFR 附着到生物芯片上时，等离子体溶液中会发生电压变化，从而引发高负电荷。这表明可能患有癌症。
在实验中，该生物芯片在 20 名胶质母细胞瘤患者和 10 名健康个体的临床血液样本上进行了测试。每次测试使用一个芯片。最终，液体活检以极高的准确性和非常低的 p 值检测到癌症生物标志物的存在，表明该测试具有高度可重复性。
“我们的动电传感器使我们能够做到其他诊断技术无法做到的事情，”圣母大学的生物分子工程师 Satyajyoti Senapati解释道。“我们可以直接加载血液，无需任何预处理来分离细胞外囊泡，因为我们的传感器不受其他颗粒或分子的影响。它显示出低噪音，使我们的疾病检测比其他技术更敏感。”
Senapati 及其同事表示，在实验中，生物芯片可以准确检测和量化外泌体浓度，即使外泌体浓度低至 0.01%。研究小组认为，这可能对癌症研究、生物标志物发现和疾病监测产生“重大影响”，而不仅仅是脑癌。
但仍有一些问题需要解决。
突变的 EGFR 不仅仅与胶质母细胞瘤有关。它们还与其他疾病有关，例如结直肠癌。作者写道：“因此，这样的 EGFR 活性和总特征可能不一定表明存在胶质母细胞瘤。同样，胶质母细胞瘤患者可能存在 EGFR 扩增或突变，但也可能患有非 EGFR 驱动的疾病形式。”
这意味着该测试无法诊断所有潜在的胶质母细胞瘤病例。它还不能确定某人患有什么类型的癌症、癌症位于体内的哪个位置，或者疾病已进展到什么阶段。为了创建更具体的测试，研究小组表示，他们需要分析更大的胶质母细胞瘤患者群体，以找出他们血液中的哪些生物标志物使他们与众不同。
研究人员总结道：“当前的诊断平台可以扩大规模，对来自大量癌症患者的未经处理的血浆进行大型文库测试，从而为不同阶段的不同癌症建立特定的特征。”
该研究发表在《通讯生物学》杂志上。