为肺癌患者提供精准免疫治疗方案
◎本报记者 宗诗涵
近日,北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾团队成功研发一款名为NICHE的新型纳米医疗芯片。该芯片可以快速检测肺癌循环肿瘤细胞(CTCs)内PD-L1基因表达和肿瘤细胞响应免疫细胞的行为表型,并进一步对源自患者的CTCs进行亚群划分,为肺癌患者提供更精准的免疫治疗方案。相关研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。
当前,肺癌患者临床诊断面临的最大难点是什么?NICHE芯片如何助力精准免疫治疗?其应用前景如何?记者采访了相关专家。
现有方法存在短板
据国家癌症中心公布的数据,2022年,我国恶性肿瘤新发病例数为482.47万例。恶性肿瘤已经成为严重威胁中国人群健康的主要公共卫生问题之一。
在众多肿瘤治疗手段中,免疫治疗因其显著疗效和创新性,于2013年被《科学》杂志评为年度十大科学突破之一。特别是免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂),可以有效阻断免疫抑制通路,增强机体抗癌能力。然而,在临床实践中,仅有部分患者能从免疫治疗中获益,这一疗法的普适性与精准度尚待提升。
“在临床工作中,我们目前主要依赖影像学和活检手段评估肿瘤状况,进而制定个性化的免疫治疗策略。”常凌乾介绍,影像学在肿瘤检测中发挥了重要作用,但仅能在肿瘤发展到一定阶段、形态明显变化后才可以检测。该手段只反映肿瘤大小,无法直接评估肿瘤的良恶性、基因突变状况以及是否适合靶向治疗。
一般而言,肿瘤治疗的难易程度并非单纯由肿瘤大小决定,关键在于是否存在有效的靶向药物。在常凌乾看来,活检手段的优势在于能弥补影像学的不足,直接检测患者的基因信息,从而判断是否适用特定靶向药物。
但这种方式同样存在局限性。活检通过手术或穿刺获取患者少量肿瘤组织,染色后观察其基因突变情况。这种方法虽然直接,但肿瘤内部细胞的异质性使得单一样本难以全面反映整个肿瘤的真实情况。
常凌乾认为,当前肺癌诊断面临的最大挑战,在于现有方法无法在全时空范围内准确预测患者是否适合接受特定的免疫疗法。如何准确评估肿瘤特征,以实现对免疫治疗效果的精准预测,成为提升免疫治疗效率亟须攻克的难题。
集多重功能于一身
面对临床挑战,常凌乾团队研发的NICHE芯片集CTCs捕获、基因检测与细胞行为分析功能于一身,展现了极高的检测速度与精度。
检测过程中,该芯片首先根据细胞大小,利用磁场高效去除肺癌患者血样中的白细胞,精准捕获CTCs,并使其形成单细胞阵列。随后采用纳米电穿孔技术,将一种新型四面体荧光探针快速准确地递送至活细胞内,实现对PD-L1基因调控的即时检测。此外,通过与免疫T细胞共培养,芯片还能原位分析CTCs的增殖及表型变化,并将这些细胞行为与基因表达异质性进行深度关联分析。“NICHE芯片集成了单细胞生物技术领域的多项前沿技术,使得检测又快又准。”常凌乾说。
为实现对单细胞的精准操控,团队采用了光镊技术结合微流控技术,实现对单细胞的精确捕获、移动与分离。这样能确保从患者样本中精准提取出CTCs等目标细胞,同时有效剔除红细胞、白细胞等非目标细胞,让捕获效率由原来的90%提高到98%,为后续检测奠定坚实基础。
“纳米电穿孔技术则是利用直径五六百纳米的通道,将电场精准引导到细胞上,基因探针可瞬间递送至细胞内。”常凌乾说,相比传统方法,这一技术将检测时间从数小时缩短至1秒钟内,同时保证了探针递送的准确性。
在微小芯片上构建完整的生物实验环境,离不开芯片实验室技术。“在检测到细胞内部基因变化后,芯片能够进一步通过单细胞操控技术在CTCs旁放置免疫细胞,并进行实时连续的活细胞观察。”常凌乾说,这一创新设计使研究者能实时观察免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用,以判断患者是否适合免疫治疗,让临床预测准确率从约60%提升至90%以上。
未来应用前景广阔
为全面评估NICHE芯片在临床上预测免疫治疗效果的准确性,常凌乾团队联合北京大学肿瘤医院收集了80名非小细胞肺癌患者的外周血,通过检测证明了该芯片捕获CTCs并鉴定其基因和行为表型的能力。团队还对部分患者进行了长时间的用药监测,证实了该芯片在长期监测中的适用性。
北京大学肿瘤医院副院长吴楠介绍,目前,医院正积极与常凌乾团队合作,努力构建一项旨在筛选肺癌免疫治疗潜在受益者的行业标准。双方计划开展大规模临床试验,以期推动肺癌治疗的个性化进程,有效减轻患者的医疗负担。
“NICHE芯片在大规模应用过程中面临的主要挑战是操作复杂且成本高昂。”常凌乾坦言,NICHE芯片集成了光镊技术、微流控技术等,并配套使用光显微镜等高端设备,用它进行检测的成本相较于传统组织活检等手段显著增加。为此,团队正探索在细胞操控、检测及培养环节降低成本。
在提升检测精准度方面,当前团队主要聚焦于PD-L1这一关键药物靶点。为进一步增强检测准确性,团队计划拓宽芯片的应用范围,增加可检测的细胞基因突变靶点种类。常凌乾说,如果能同时检测多个靶点,并将检测准确率提升至95%乃至98%,就有望实现检测效能的飞跃式提升,进而带来更精准高效的治疗效果。(科技日报)
相关推荐
中新健康周报|医疗领域全国共立案5.2万人;海尔生物并购上海莱士
中新健康 | 首儿所通州院区主体结构封顶 预计2027年投入使用
中新健康|北大医疗今年前三季度收入约39.3亿元 预计年内实现盈亏平衡
医保统筹支付、个人自付、个人自费分不清?看完你就明白了!
东北铁栏杆是甜的?打出溜滑也能受重伤?这些操作轻易别尝试
专访哈佛大学刘军:AI医疗是人类医生的助手而非对手
在冬季如何防滑?不慎跌倒,如何正确处理?
好医生集团董事长耿福能:守正创新,促进中医药产业高质量发展
为什么有些食物让我们心情愉悦
“碎片化睡眠法”危害大不宜效仿
木薯糖水爆火,有人为啥喝“中毒”了
厚底雪地靴易摔伤或致筋膜炎 提醒:80%的人鞋都选错了
- 最近发表
-
- 随机阅读
-
- 又涉及这家铁路公司!美国一天发生两起列车脱轨事故
- 中国证监会将公募REITs试点资产类型拓展至消费基础设施
- 更好管理情绪可防病理性衰老
- 联合国称以军袭击致加沙医疗濒临崩溃 哈马斯向以领土发射火箭弹
- 走进江苏专精特新企业 解码“小巨人”发展奥秘
- 沙雁已任深交所理事长
- 印度北部发生触电事故致16死11伤
- 一时贪“鲜”,小心惹上“布病”
- 牙签扎扎手背就能退烧?
- 中国证监会同意上海出口集装箱结算运价指数(欧洲航线)期货注册
- 美国7月PPI环比上涨0.1% 低于市场预期
- 美联储维持联邦基金利率不变 鲍威尔称3月不太可能降息
- 大力弘扬教育家精神|姚林英:深耕技能职教园 铸就金牌好教练
- 滥用童工再曝美国巨大“人权黑洞”
- 德语音乐剧《伊丽莎白》以音乐会形式“回归”上海
- 港星足球队浙江温州友谊赛:几度勾起全场“回忆杀”
- 泽连斯基:俄向乌连夜发射40枚导弹和40架无人机
- 重庆开展雨雪冰冻灾害实战化联动应急演练 首次运用直升机整体组立抢修塔
- 马来西亚航空将为所有乘客提供免费Wi-Fi服务
- 浙江绍兴19座大中型水库水位均低于汛限
- 热门推荐
-
- 12月18日起北京所有中小学、幼儿园、中等职业学校恢复在校学习
- 俄杜马主席:普京已提交暂停履行《新削减战略武器条约》的草案
- 春节假期全国投递快递包裹超6.41亿件,日均同比增长82.1%
- 西藏S5线拉萨至泽当快速公路建成通车 全线长47.46公里
- 重庆轨道交通6号线东延工程正线全面进入铺轨阶段
- 上海专家挑战高风险手术 成功切除巨大肾肿瘤合并静脉癌栓
- 长三角三省一市推十条跨省域美丽乡村风景线
- 2024年中欧班列(武汉)开行突破千列
- “弦”上逐梦五十载:郑华延的“二胡人生”
- 专家:民族特色是地方剧种走向世界的保障
- “结直肠肿瘤科普康复基地”在上海揭牌成立
- (乡村行·看振兴)万亩油茶林飘香 江西赣县“一滴油”撬动乡村振兴“大产业”
- 龙岩至龙川高铁梅州西至龙川西段9月14日开通运营
- 音乐剧《侠影·咏春》谱写一曲平民英雄的赞歌
- 三部门推动落实购买首套房贷款“认房不用认贷”政策措施
- 《程门立雪》特种邮票首发式在福建建阳举行
- 20人死亡、近2000名囚犯越狱!塞拉利昂多地遭袭
- 广东台山“焖番鸭”:游子牵挂的家乡味
- 哈萨克斯坦总统谈新政府发展任务
- 抽水蓄能已建在建装机规模达1.67亿千瓦