Science TM:1小時內就可檢測乳腺癌!便攜式細胞分析儀準確率高達100%!

2020-08-10 轉化醫學網 轉化醫學網

即使在最理想的條件下,準確、及時地對癌癥進行診斷和分型也并不簡單,而在發展中國家可能面臨缺乏專家和設備的問題,組織活檢可能需要幾個月的時間才能得到結果,這大大阻礙了癌癥在早期診斷和后續治療。

即使在最理想的條件下,準確、及時地對癌癥進行診斷和分型也并不簡單,而在發展中國家可能面臨缺乏專家和設備的問題,組織活檢可能需要幾個月的時間才能得到結果,這大大阻礙了癌癥在早期診斷和后續治療。為此,一個國際研究團隊設計了一種名為CytoPAN的自動圖像細胞儀系統,該系統可以利用細針穿刺獲得的樣本,并在1小時內準確檢測出乳腺癌并識別其亞型,實現了乳腺癌的快速診斷。
  該研究由美國馬薩諸塞州總醫院系統生物學中心的Jouha Min領導,并于8月5日發表在《科學轉化醫學》雜志上,題目為“CytoPAN—Portable cellular analyses for rapid point-of-care cancer diagnosis”
  在發達國家,利用乳房X光攝影術進行有效的篩查和早期癌癥檢測是很常見的。此外,血清中的生物標記物分析(液體活檢)正在興起,基因組生物標記物分析也開始用于癌癥診斷。然而,在中低收入國家,癌癥的診斷通常發生在晚期癥狀之后,例如,明顯的腫塊性病變、體重減輕和不適。這些都可能導致延遲診斷、錯過治療選擇并增加死亡率。
  該研究團隊開發的CytoPAN是一種基于熒光的便攜式圖像細胞分析儀,該系統執行多通道成像,以進行癌癥診斷和分型。通過特定的算法分析細胞圖像,以便在無需用戶輸入的情況下快速、準確、自動地分析細胞特征。該系統允許在五個不同的通道中進行多重檢測,他們還制備了含有相關抗體的凍干試劑盒,并優化了用于細胞系和小鼠模型中乳腺癌分子的分析方法。在完成小鼠試驗后,研究人員將該系統應用于人類臨床試驗。

  

CytoPAN工作流程示意圖(步驟1:通過細針抽吸從乳腺癌患者中獲取細胞樣品。步驟2:將收獲的細胞短暫固定并半透化。步驟3:使用預制凍干試劑盒處理樣品,該試劑盒包含用于乳腺癌診斷的所有必需抗體,包括ER,PR,HER2和Quad。步驟4:通過CytoPAN設備分析染色的細胞。步驟5:為了進行快速,自動化的數據分析,將使用定制開發的算法來識別癌細胞,將其與宿主細胞分離并提取其標記信息。步驟6:最終的診斷報告顯示一組定量信息,包括患者樣本中的癌細胞數量和分子亞型分布。)

      在臨床試驗中,研究顯示細針穿刺抽吸(FNA)樣本的可診斷率很高(93%)。在63例患者細胞樣本中,與組織病理學有良好的相關性。對于癌癥診斷,該方法的診斷準確率為100%(假陽性率為0%;假陰性率為0%)。而相比之下,HER2和ER/PR受體亞定位準確率分別為96%和93%。

  該方法在多方面具有出顯著的優越性,首先,每個樣品僅在1小時內就經歷了完整的處理周期;其次,能夠通過每個樣本分析多達50個癌細胞來建立準確的癌癥診斷;最后,只需要少量的癌細胞就可確定可靠的受體亞型。這表明,僅使用單次FNA傳代細胞就可進行準確的癌癥診斷是可以實現的。
  然而,該研究還存在一些局限性,因為主要目標是開發、優化和驗證一個可用于全球和遠程應用的FNA分析系統。而所研究的病人群體可能不能代表中低收入國家的人群;其次,由于后勤和成本原因,本研究中使用的分子生物標志物數量僅保持在最低限度;此外,該系統還需要進行進一步的優化和增強。
  研究人員還設想,這項技術還可以加快干預和現有衛生保健系統結果之間的周轉時間。此外,利用循環技術,可將胞漿蛋白應用于其他方面,如免疫細胞分析、藥物試驗登記、療效測試、或非癌癥分析,如肝病中肝細胞的分析。
  參考:
  https://stm.sciencemag.org/content/12/555/eaaz9746



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