新型诊断芯片可快速监测脑肿瘤治疗

新型诊断芯片可快速监测脑肿瘤治疗

新的诊断芯片从血液中提取肿瘤细胞释放的数据包，并显示癌细胞在化疗输注过程中是否死亡。

西北医学院和密歇根大学的研究人员表明，使用打开血脑屏障的技术进行脑癌化疗的有效性可以通过采集血液样本来监测。

这项新测试可以帮助患有胶质母细胞瘤的脑癌患者，告知医生他们是否应该继续使用特定的化疗药物、更换药物或停止治疗。该研究主要由美国国立卫生研究院资助。

发表在《自然通讯》杂志上的这项研究的合著者、西北医学神经外科医生亚当·索纳班德说：“我们不必等待数月，而是可以在服用一剂后就知道某种特定的治疗方法是否有效。” “这对于胶质母细胞瘤患者来说意义重大。它有可能防止患者长期接受无效的治疗，从而避免不必要的副作用。”

胶质母细胞瘤是一种常见的致命疾病，大多数患者在两年内死亡，只有 10% 的患者在五年后仍然存活。肿瘤起源于大脑并侵犯大脑，因此无法完全切除。一些剩余的癌细胞在手术后仍然存在，并导致新肿瘤的形成。与其他类型的癌症不同，大多数化疗药物和抗癌药物无法穿过血脑屏障，从而保护大脑免受毒素侵害。

西北医学 Malnati 脑肿瘤研究所的研究人员使用法国里昂 Carthera 的 SonoCloud-9 进行了一项早期临床试验，这是一种治疗性超声设备，可以打开血脑屏障约一个小时，让化疗药物紫杉醇进入。这项新的分析测试了密歇根大学的诊断技术，表明血脑屏障的开放也使得肿瘤内容物渗漏到血液中。每次治疗前后采集的血样可用于评估治疗效果。

癌细胞释放出称为细胞外囊泡的微小颗粒，漂浮在患者的血液中。这些颗粒充当信使物质并运输遗传肿瘤物质和蛋白质的特定部分。最大的挑战是弄清楚如何只找到和提取来自癌细胞而不是来自身体其他部位的细胞。”

Sunitha Nagrath，密歇根大学化学工程系 Dwight F. Benton 教授，该研究的合著者

密歇根团队找到了一种利用外泌体表面常见的特定脂质或脂肪分子从癌细胞中捕获细胞外囊泡和颗粒（EVP）的方法。通过从通过 GlioExoChip 的血浆样本中分离出来，抽血就变成了“液体活检”。

“细胞利用细胞外囊泡和颗粒进行通讯，而 EVP 可能会被误用而导致疾病进展。这项技术可以成功地利用 EVP 来监测肿瘤的治疗反应，能够成为其中的一员是令人兴奋的，”博士 Abha Kumari 说。密歇根大学化学工程专业的学生，​​也是该研究的共同第一作者。

治疗期间死亡的细胞中的 EVP 更容易捕获，因为用于捕获 EVP 的脂质更丰富。因此，研究小组对每次治疗前后来自肿瘤的细胞外囊泡进行了计数，并通过将化疗后计数除以化疗前计数来计算比率。如果这个比率随着每次化疗而增加，则治疗是成功的。如果该值保持不变或下降，则最终认为治疗不成功。

“打开血脑屏障可以测量血液中肿瘤来源的囊泡，从而提供具有临床意义的液体活检信号，”西北医学院神经外科住院医师、该研究的共同第一作者马克·杨布拉德（Mark Youngblood）说。 “GlioExoChip 提供了一种快速、微创的方法来监测 MRI 扫描经常产生误导性结果的疾病的治疗反应。”

接下来，研究人员将用其他胶质母细胞瘤疗法验证他们的结果，并继续研究检测细胞外囊泡以评估其他癌症治疗的效用。

罗伯特·H·卢里综合癌症中心的 Lou 和 Jean Malnati 脑肿瘤研究所、莫切里家庭基金会、密歇根大学福布斯癌症发现研究所、美国国防部、美国脑肿瘤协会、Tap Cancer Out 和聚焦超声基金会为这项研究提供了额外支持。 SonoCloud-9 设备的制造商 Carthera 提供了实物支持，SonoCloud-9 设备是一种研究设备，尚未在临床试验之外获得批准。

Carthera 研究人员也对这项研究做出了贡献。

该设备是在卢里纳米加工设施制造的。该研究是在密歇根材料表征中心、纳米技术生物界面研究所和蛋白质组学资源设施的帮助下进行的。

该团队已在密歇根大学创新合作伙伴关系的支持下申请专利保护，并正在寻找合作伙伴将该技术推向市场。

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