微流体装置，避免骨髓瘤患者痛苦的活检_医疗器械

2017

08/10

14:51

康健新视野（微信号 HealthHorizon）医疗器械

来自MIT的科学家们设计了一个微流体装置，用来对小样本血液中循环的浆细胞进行捕获和计数。这种技术只通过常规的抽血就可以进行，有望减少患者骨髓瘤测试的痛苦。

MIT科学家们设计的微流体装置可以从血液中分离浆细胞，而不是通常的骨髓中。研究发表在Nature子刊《Scientific Reports》上。

也许很多人觉得这没有什么稀奇，但对于多发性骨髓瘤患者来说，骨髓活检是一件非常痛苦的事情。能够用血检代替骨髓活检对于患者来说，将有着重要的意义，不仅仅是减少痛苦而已。

多发性骨髓瘤是一种浆细胞的癌症。浆细胞在骨髓中产生，产生抗体帮助抵御感染。当浆细胞变成癌细胞时，它们会产生异常的蛋白，这种细胞在骨髓中建立之后，最终会渗入到血液中。多发性骨髓瘤的典型诊断是通过骨髓活检进行的，通过一个针插入到患者髋骨附近吸出骨髓样本。临床医生可以通过分离骨髓中的浆细胞来确定它们是否是癌细胞。

来自MIT的科学家们设计了一个微流体装置，用来对小样本血液中循环的浆细胞进行捕获和计数。微流体细胞捕获是基于CD138抗原设计的，CD138在浆细胞上具有高表达，可以用于对血液中稀少的循环血浆细胞（CPCs）进行定量，以及随后进行荧光分析。这种技术只通过常规的抽血就可以进行，有望减少患者骨髓瘤测试的痛苦。

这款微流体芯片采取了巧妙的鱼骨孔道，重复的V型凹槽蚀刻，与鱼骨很像。这样的凹槽使得任何流体（血液样本）在经过微芯片时都会产生漩涡，而不是直接通过。流体中的细胞因而可以与设备内壁有很高的机会接触。在微流体装置内部，微芯片内壁是用特定的分子包被的，可以识别和吸引我们想要的细胞。装置的主要设计是来自此前哈佛大学化学系George Whitesides团队。

文章的联合作者之一，来自MIT的Rohit Karnik博士和他的团队利用微流体鱼骨设计来捕获血液中的循环血浆细胞。他们在微芯片孔道中包被了CD138的抗体。团队之后用1ml的血液样本通过微流体装置，鱼骨孔道中的抗体就会捕获血液中的浆细胞，使其他的血液成分通过装置。

当浆细胞通过微流体装置得到了分离，研究人员就会对细胞进行计数，以及对这些细胞进行定性。

模型中展示的细胞捕获率约为40-70%，并且可以在1ml血液中CPCs数量<10的低水平进行鉴定，这是现有的技术难以达到的。<>

在骨髓样本中，基于微流体的浆细胞技术与流式细胞仪分析的数据展现了极好的相关性。说明微流体的设计能够达到与精密仪器相似的高灵敏度和准确性。

在外周血液样本中，该装置在每毫升健康供体血液中检测到2-5个CD138+细胞的基线，在多发性骨髓瘤缓解供体的样本中这一数据明显升高，为20-24个CD138+细胞，而在多发性骨髓瘤疾病显示的供体血液中，这一数据高达45-184个CD138+细胞。

这些结果表明，基于这种微流体装置的细胞捕获具有非常大的替代骨髓活检的可能性，不但能够用作判断疾病，而且可以用于评估治疗方案的有效性。

值得一提的是，团队指出，缓解期患者循环血浆细胞表现为比健康供体更高计数。这些患者在常规的血液测试中往往是显示为正常指标。Karnik说，新设备可能会获取患者疾病状态更微妙的信息，即使在缓解期。

这对于正在进行化疗的患者来说，有着非凡的意义。

“传统组织活检的过程是非常痛苦的，随之而来的还会有诸如潜在感染等并发症，并且往往只能在中心医院进行，需要患者穿梭远距离，”前MIT博士后Mohammad Qasaimeh表示，“从血液样本中捕获浆细胞可以作为一种液体活检，这是临床上可以按需要经常进行的，并且可以在化疗后作为治疗效果的诊断和预后测试。此外，来捕获的细胞可以用做药物测试，因此可以作为个性化的医疗工具。”

MIT的微流体装置，具有和专业仪器相媲美的精度和灵敏度，并且，对于一些现有检测手段难以做到的治疗跟踪和预后能提供独特的指示信息，而捕获的浆细胞可以用于药物开发和筛选治疗方案。此外，这种基于血液样本的活检不但有望使骨髓瘤患者避免了骨髓活检的痛苦，同时也避免了骨髓活检可能发生的感染和并发症。

我们期待这种有力的新型检测方式，能够早日应用于临床，帮助更多的骨髓瘤患者提高生活和治疗的质量。

参考资料

[1]Method may help myelomapatients avoid painful biopsies

[2]Isolation of Circulating PlasmaCells in Multiple Myeloma Using CD138 Antibody-Based Capture in a MicrofluidicDevice

[3]Microfluidics Device Can DetectPlasma Cells in Blood, May Help Multiple Myeloma Patients Avoid Bone Biopsies

来源：康健新视野（微信号 HealthHorizon）

标签