循环肿瘤细胞捕获仪

p style="text-indent: 2em "在过去的一年中，循环肿瘤细胞(CTC)捕获和检测市场飞速增长，多个公司将此类技术推向临床并应用于癌症的诊断，与此同时，一大批新兴公司凭借其独有技术从科研机构中脱颖而出，开启了循环肿瘤细胞捕获和检测的商业化之路。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/80851a5e-ad37-4e21-86db-fe75c5d75d14.jpg" title="细胞.jpeg" alt="细胞.jpeg" width="419" height="279" style="width: 419px height: 279px "//pp　　传统上，临床医生采用组织活检进行癌症诊断。但这种方法对患者具有侵入性，不仅耗时且价格高昂。在过去的十年中，液态活检技术的发展为这些问题带来了突破性的解决方案，并有望为不同患者的疾病提供了更加精准的个体化信息。/pp　　加拿大多伦多大学生物化学教授Shana Kelley一直致力于CTC捕获和检测技术的研究，她认为，“strong液体活检将有望带来一次彻底的模式转变，因为患者可以在接受治疗的同时以一种非侵入式的方式进行持续监测/strong。这样可以监测肿瘤的动态特征，帮助医生们制定更多治疗方案，而组织活检由于技术的风险和侵入性无法做到这些。”她还表示：“strong我们发现越来越多的技术能够在单细胞水平分析CTCs的基因型和表型特征/strong。考虑到这些细胞的异质性以及追踪患者样本中目标亚群微量水平的重要性，这一点极其重要。”/pp　　一般而言，研究人员可以通过CTC的生物或物理特征(如基因表达、大小、密度、变形性或电荷)进行正向富集或负向富集，然后利用免疫、分子或功能性实验对这些细胞进行检测。虽然CTC富集和捕获技术前景广阔，但与利用ctDNA的液体活检技术相比，研究人员却遇到了挑战。/pp　　2017年发表在Cancer Discovery期刊的一项研究中，来自德国汉堡大学医学中心的Klaus Pantel及其研究团队对CTCs在液体活检领域的临床应用进行了研究，并指出了strongCTCs应用的局限性/strong：strong建立癌细胞系或异种移植需要成百上千个CTCs，这使该方法适用于极少数疾病的晚期患者身上/strong。作者还指出，对基于CTC生物学发现的新技术研发的关注，常常会延缓CTC检测进入临床诊断的进程。但研究人员也表示，有关CTC生物学的新研究已经开始衍生出“集CTCs富集、检测和定性于一体”的平台。/pp　　美国医疗和生命科学咨询公司Health Advances副总裁Kristen Amanti认为，CTCs临床应用的问题和障碍主要取决于如何使用这些细胞。“strong如果公司试图利用CTCs来进行癌症筛查，而不是监测已经被诊断出患有某种特定癌症患者的治疗，那么公司将面临更大的困难/strong。”Kristen Amanti说到，“如果没有针对特定类型癌症的筛查机制，那么在证明临床证据有效方面会很困难。如果你提前了解已有一个筛查机制，那你可能还要去证明你比这种筛查更好，或者能够提供某种经济优势。”/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "商业化进程加速/span/strong/pp style="text-indent: 2em "虽然在临床开展上面临着不少障碍，但是CTC富集和检测的商业前景仍然十分强劲。2018年，多家公司都在CTC捕获和检测技术的临床转化方面取得了重大进步。br//pp　　美国Epic Sciences公司的CTC技术在2018年取得了一系列积极进展。2018年6月，Epic Sciences公司及合作伙伴发布了一项多机构队列研究，验证了基于CTC的AR-V7检测方法的有效性。根据该公司的信息，strong这项研究是首个证实液体活检能够预测治疗效果并显示对患者具有生存受益的研究之一/strong。此外，Epic Sciences在2018年初时曾获得5200万美元E轮融资，目前该公司正在将其技术用于研究血液中肿瘤细胞和人类免疫细胞的综合分析，进而用于免疫治疗药物的研发和伴随诊断中。2018年11月，该公司还与加拿大四家乳腺癌治疗中心合作进行了一项临床试验，以检测其技术是否能预测转移性乳腺癌患者的复发风险。/pp　　与此同时，美国液体活检公司Celsee Diagnostics在CTC富集工具商业化方面取得了进展。在与单细胞诊断公司IncellDx达成一项可行性研究合作后，Celsee Diagnostics在2018年1月份签订了一系列产品的strong联合商业化协议，包括基于CTC的乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌和其他癌种的筛查产品/strong。/pp　　2018年5月，CellMax Life公司启动了一项美国临床试验，用于验证其基于CTC的结直肠癌筛查产品。该公司CMx平台目前只在亚洲销售，采用于一种“混合微流体芯片”，能够从10亿个正常细胞背景中分离出1~10个CTCs。CellMax Life还在2018年4月份与IncellDx达成合作，共同开发和和销售几种实体瘤的CTC检测产品，用于个性化治疗方案选择和监测。近日，CellMax Life还宣布，作为公司细胞疗法临床试验的一部分，公司已经与台湾Medigen Biotech公司达成合作。Medigen将结合Cellmax Life的CMx平台及其液体活检panel，用于患者的的治疗决策及疗效监测。/pp　　另一家计划进军CTC液体活检领域的公司是Precision for Medicine。2018年9月，Precision for Medicine收购了ApoCell公司及其ApoStream CTC富集技术。strong该技术可利用介电电荷差分离肿瘤细胞和正常细胞/strong。根据Precision for Medicine公司高级副总裁Darren Davis的说法，公司收购ApoCell主要在于其开发的一款基于免疫组织化学和免疫荧光成像的新型液体活检技术。/pp　　Vortex Biosciences也在推广基于CTC的VTX-1液体活检平台方面取得了进展。该公司在2018年3月份与BioView合作开发一种整合流程，以识别CTCs的临床生物标志物。2017年11月份，该公司和Stratec Consumables签订了一项供货协议，计划开发一款适用于Vortex平台的微流体芯片。该芯片最初由加州大学洛杉矶分校(UCLA)开发，新版芯片将帮助该平台适用于商业生产规模。此外，在2018年早些时候，Menarini Silicon Biosystems公司宣布已经将最近收购的技术整合到一款细胞型液体活检流程中，其中包含CellSearch CTC纯化工具。该公司表示，CellSearchstrong利用细胞外抗原表位和免疫磁珠，以一种自动化方法从血液样本中提取肿瘤细胞/strong。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "初创公司潜力巨大/span/strong/pp style="text-indent: 2em "位于美国密歇根州的初创公司Akadeum计划通过公司的微气泡平台进入液体活检市场。公司称微气泡平台可以识别和分离CTCs和其他分子分离。目前Akadeum的这款工具只限于研究使用，与微流控芯片不同的是，该平台使用的是低密度的玻璃板和空气泡，气泡表面带有特定抗体，能够与靶细胞结合，然后“浮到表面”。Akadeum公司CEO Brandon McNaughton表示，该公司计划在未来两到三年内在全美国推广产品甚至销往国外。br//pp　　来自威斯康星大学的 Capio BioSciences公司也开发了一种类似的技术，名为CapioCyte。该技术整合了细胞滚动和多价结合功能。Capio BioSciences创始人Seungpyo Hong解释道，CapioCyte与其他CTC捕获技术不同之处在于，该技术结合了仿生学和纳米技术。癌症筛查和早期诊断是一个极大的市场，但Hong指出，每个患者的CTCs所呈现的高度变异数量和表型表明，CTCs的预后价值将在未来得到进一步探索。/pp　　除此之外，美国堪萨斯大学还在2018年5月公布了一项关于strong微流体平台的研究/strong，strong该平台可以对包括多发性骨髓瘤在内的克隆性浆细胞疾病患者的循环浆细胞进行检测/strong。在堪萨斯大学大学化学与机械工程专业教授Stephen Soper主导下，研究团队在2016年创建了Biofuidica公司，进一步开发一款使用正弦微流控技术的诊断工具。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "学术成果不断涌现/span/strong/pp style="text-indent: 2em "商业进程之外，关于CTC的学术成果在去年同样不断涌现。例如，来自加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员便开发了一款strongCTC富集系统/strong。研究团队认为，通过结合生物物理富集和激光捕获显微切割(LCM)，该系统在一定程度上克服目前液体活检技的局限性。在本研究中，课题组通过溶解红细胞从前列腺癌血样中富集CTCs，使用一种特殊的微流体细胞分类方法分离白细胞和CTCs。为了提取单个CTC用于激光捕获显微切割，研究小组通过免固定染色选择肿瘤细胞，将细胞样本嵌入水凝胶基质中，使细胞固定。随后，研究小组然后使用一款短距离散焦UV激光提取包埋的细胞。br//pp　　此外，在去年4月份，来自加拿大多伦多大学的一个研究小组发布了一项关于strongmRNA细胞计数法的检测方法/strong，将CTC分离和基因表达分析结合起来。研究人员使用两种磁性颗粒，选择性杂交肿瘤细胞中mRNA的不同区域，帮助分离细胞并评估每个细胞中RNA的含量。研究小组利用免疫荧光法以及mRNA方法或EpCAM捕获法检测到CTCs。研究人员发现mRNA细胞计数方法能够同时提供CTC数量和临床相关mRNA的缺失或存在的准确情况。但研究小组表示，他们还将需要在CTCs含量较少的早期癌症患者中测试这种方法。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "结语/span/strong/pp style="text-indent: 2em "肿瘤液态活检的概念起源于CTC，相比ctDNA，发现较早却浮沉多年的CTC在几番打磨后逐渐发挥出自己的优势。借着二代测序技术的东风，ctDNA后来者居上占尽风头，但是CTC也完全没有落后。CTC分离和鉴定技术的发展使得相关研究再次成为肿瘤领域的焦点。如今，越来越多新的检测产品正在被使用，未来可能还会出现更多。随着更多数据的积累与临床证据的支持，液体活检的使用或将变得更加常规化。br//p

p　　早前，美国ProteinSimple公司推出全球第一款可以对循环肿瘤细胞、外泌体等微量样本进行蛋白质表达水平定量检测的Milo系统。一经推出，此产品立即获得《The Scientist》杂志年度创新产品第一名、生物通2016年度生命科学十大创新产品奖、中国仪器协会年度创新新产品奖等。它的发明人之一Kelly Gardner博士也获得MIT Technology Review 35岁以下创新人才奖。/pp style="text-align: center "img width="400" height="284" title="1.jpg" style="width: 400px height: 284px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/b89d84ca-1b3f-49c0-b5b1-82a689442e01.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp　　通过检测血液中的循环肿瘤细胞(CTC)及循环肿瘤DNA发展起来的液体活检，对于肿瘤病人无痛诊断及靶向治疗有非常重要的意义。各国科学家在CTC富集、DNA测序和DNA分析方面做了很多的工作，但是CTC蛋白质研究一直因为检测灵敏度问题停滞不前，影响CTC在肿瘤诊断及治疗中发挥更重要的作用。/pp　　美国ProteinSimple Milo系统的推出解决了这一问题。最近，加州大学伯克利分校和斯坦福大学医学院的研究人员利用Milo系统在《Nature Communications》上发表文章，证实在一次普通的抽血后(2-4 ml血液)，可对血样中罕见的CTC进行蛋白质表达水平分析，以检测其中一组与癌症相关的蛋白质。/pp　　实验方案如下：科学家们从乳腺癌患者的血液中分离出循环肿瘤细胞，然后将循环肿瘤细胞接种到Milo芯片western blot细胞捕获孔中。微流体设备裂解细胞，让其内容物流出，之后进行电泳将蛋白质根据分子量大小进行分离。然后在凝胶中原位捕获蛋白，再进行抗体孵育杂交，最后通过荧光信号值进行定量，检测了癌症蛋白标志物的含量。/pp style="text-align: center "img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/1045381e-1f3a-40c1-a07f-82df916660d6.jpg"//pp style="text-align: center "(图片来自Nature Communications)/pp　　这项研究检测的蛋白靶标有12个，包括已被用于癌症分型(如ER、HER2、EGFR)、循环肿瘤细胞鉴定(如EpCAM、panCK、CK8)、白细胞标记(如CD45)的蛋白和普遍表达于哺乳动物细胞的蛋白(GAPDH、β-tubulin、mTOR、ERK-1/2、eIF4E)。研究者计划将这一名单继续扩大，以便最终能够更精确地对癌细胞进行分类，选择针对的靶向治疗药物。/pp style="text-align: center "img title="3.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/60121d8a-3a5f-4b8b-9f0f-453af71e6bed.jpg"//pp style="text-align: center "(图片来自Nature Communications)/pp　　这篇文章的通讯作者、加州大学伯克利分校的Amy Herr表示：“微流体设计是本研究的关键。我们能够将每个阶段所需的功能整合在一起。这样，我们才能很快、很快地开展每一步。如果慢一点，细胞中的蛋白质将弥散，变得无法检测。”/p

肿瘤异质性对癌症预后和治疗反应有显著影响。传统的基因组和转录组分析被广泛用于研究不同的癌症类型，在预测预后和对不同治疗的反应以及为癌症治疗提供靶点方面具有潜在作用。不同癌症类型的单细胞分析表明，肿瘤免疫微环境的详细信息在多种癌症类型之间共享。目前，自从发现检查点抑制剂以来，免疫治疗彻底改变了癌症治疗并引起了越来越多的关注。肿瘤免疫微环境由非细胞成分(血管、细胞外基质、信号分子等)和细胞成分(T细胞、髓细胞、成纤维细胞等)组成。尽管传统的基因组和转录组学分析，也强调免疫相关途径和计算方法，并已应用于预测免疫细胞成分，但技术限制阻碍了时间的精确表征。传统的批量基因组和转录组分析获得的信号均来自不同细胞，掩盖了特定细胞类型和状态的识别。原位杂交和免疫组织化学已被用于探索单个细胞的基因组、转录组和蛋白质组学特征，但其产量相对较低。流式细胞术能够分析数千或数百万个单细胞蛋白质组学图谱；然而，这些方法需要事先选择感兴趣的抗体。随着细胞分离和测序技术的突破，单细胞转录组测序已经能够在单次运行中在单细胞水平上对许多细胞进行无偏好的全基因组分析。单细胞转录组测序已被用于分析单个细胞的转录组学，用于解析细胞间的异质性。肿瘤免疫微环境在诊断、治疗和预测不同类型癌症的预后方面显示出了潜力。与传统方法相比，scRNA-seq可用于识别新的细胞类型和相应的细胞状态，加深了我们对肿瘤免疫微环境的理解。1.介绍了scRNA-seq的原理，并比较了不同的测序方法。2.根据肿瘤免疫微环境中新的细胞类型、持续的过渡状态以及肿瘤免疫微环境成分之间的相互通讯网络找到了癌症的预后预测和治疗的潜在靶点。3.总结出在肿瘤免疫微环境中应用scRNA-seq后发现的由癌症相关成纤维细胞、T细胞、肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞组成的新型细胞簇。4.提出了肿瘤相关巨噬细胞和耗尽的T细胞的发生机制，以及中断这一过程的可能靶点。5.对肿瘤免疫微环境中细胞相互作用的干预治疗进行了总结。几十年来，肿瘤免疫微环境中的细胞成分定量分析已被应用于临床实践，预测患者生存率和治疗反应，并有望在癌症的精确治疗中发挥重要作用。总结目前的研究结果，我们认为单细胞技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以导致发现癌症治疗的新观点，并应用于临床。最后，作者提出了肿瘤免疫微环境研究领域的一些未来方向，并认为通过scRNA-seq对这些方向进行辅助。相关会议预告：8.30召开，点击报名scRNA-seq在刻画肿瘤免疫微环境中的应用scRNA-seq技术进展scRNA-seq程序主要包括单细胞的分离和提取、cDNA合成、核酸扩增、测序和数据分析。与传统的批量测序相比，scRNA-seq单个细胞中的RNA量相对较少。因此，需要更有效的扩增方法。研究人员已经成功建立了稳定的单细胞文库构建过程，以产生足够的cDNA用于测序。单细胞分离和捕获是scRNA-seq在不同方法中的基本程序。目前单细胞分离和捕获的常用方法。这些程序分为四大类：激光捕获微切割、油滴包裹技术、流式细胞荧光分选技术和微流控微孔技术。scRNA-seq技术的未来发展可能会降低成本并增加细胞产量，使scRNA-seq成为研究单个细胞转录组的标准工具。肿瘤免疫微环境的细胞成分肿瘤免疫微环境的细胞成分包括淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)、成纤维细胞和其他免疫细胞。成纤维细胞传统上被归类为基质细胞，因为它们在构建细胞外基质中发挥着重要作用。在这里，作者将肿瘤免疫微环境的癌相关成纤维细胞包括在内，因为它们分泌丰富的促炎和抗炎因子来重塑免疫微环境。细胞毒性CD8+T细胞识别肿瘤细胞上的特异性抗原并随后消除它们，是免疫微环境最常见和最有效的免疫细胞。CD8+T细胞的细胞毒性功能依赖于CD4+T Th1细胞。其他CD4+T细胞，包括Th2细胞和Th17细胞，也促进肿瘤微环境中的免疫反应。调节性T细胞抑制肿瘤免疫微环境并加剧肿瘤进展。自然杀伤T细胞和自然杀伤细胞也参与其中。它们的受体识别肿瘤细胞，从而激活其他免疫细胞。作为先天免疫的重要组成部分，骨髓细胞，包括肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞，在肿瘤免疫微环境中发挥着重要作用。巨噬细胞通常分为促炎M1和抗炎M2表型。肿瘤相关巨噬细胞主要由M2巨噬细胞组成，通过产生生长因子和细胞因子促进肿瘤生长、肿瘤存活和血管生成。DC对于T细胞的抗原呈递至关重要，连接先天免疫和适应性免疫。癌症相关成纤维细胞在肿瘤免疫微环境中维持增殖和分泌调节因子，可分为炎症性CAF和肌纤维母细胞CAF。炎症性CAF具有较高的细胞因子和趋化因子分泌，而肌纤维母细胞CAF高度表达收缩蛋白，成纤维细胞对免疫微环境起相互抑制作用。研究表明，成纤维细胞募集M2巨噬细胞和调节性T细胞，抑制肿瘤微环境中的免疫反应。肿瘤相关成纤维细胞也被发现在某些情况下会支持抗肿瘤免疫。除了分泌抗体，B细胞还通过产生与T细胞相互作用的细胞因子参与细胞免疫。研究表明，B细胞抑制细胞毒性T细胞并诱导CD4+T细胞分化为调节性T细胞。B细胞也是最近引入的三级淋巴结构的重要组成部分，富含B细胞的三级淋巴结构与各种肿瘤的生存和免疫治疗反应有关。先前的研究强调了细胞成分在时间中的重要作用。然而，免疫细胞的鉴定常基于有限的细胞标记，并借助免疫组织化学。个体免疫细胞的转录组图谱是探索不同免疫细胞及其相应功能所必需的。为了理解细胞进化过程及其决定因素，有必要应用scRNA-seq观察每个细胞的转录动态。利用scRNA-seq探索免疫微环境的新发现聚类和注释对于解释scRNA-seq数据探索至关重要。根据细胞相似性对数据进行划分，挑战在于在不提供先验知识的情况下估计固有的簇数或密度。可能的解决方案是采用分层聚类方法来揭示细胞的分层结构，这也与细胞本体相一致。给定聚类方法产生的数据划分结果，需要细胞类型注释来提供生物学意义。注释的主要挑战是确定每个聚类中存在多少细胞类型，以及是否存在当前未发现的细胞类型。在实践中，研究人员通常首先识别每个聚类的标记基因，然后根据专业知识和文献对其进行注释。scRNA-seq使研究人员能够以更高的分辨率将免疫细胞分类为具有不同功能的亚群，描述了免疫细胞的常规亚型。利用scRNA-seq发现的淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)和成纤维细胞的组成(图2)。人和小鼠样本的scRNA-seq表明，成纤维细胞可分为抗原呈递CAFs、癌症相关成纤维细胞或肌成纤维细胞。抗原提呈CAFs独特地表达主要组织相容性复合体(MHC)II类基因，包括激活CD4+T细胞的CD74。在结直肠癌中也观察到类似的抗原提呈CAFs亚群。乳腺癌症基因工程小鼠模型中成纤维细胞的scRNA-seq进一步鉴定了血管CAF、基质CAF、发育CAF和循环CAF。血管CAF、基质CAF和发育CAF似乎起源于固有成纤维细胞和恶性细胞发生上皮-间充质转化时的血管周围位置。循环CAF是血管CAF群体中增殖的部分。在其他小鼠模型中也发现了血管CAF和基质CAF，它们在患者乳腺肿瘤样本中是保守的，并且发现它们会增加乳腺癌症细胞的转移。提高CAF的分辨率为开发精确靶向CAF的药物提供了生物标志物。另一项关于乳腺癌症的scRNA-seq研究将调节性T细胞分为五类：共表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4的调节性T细胞、具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体，以及相互或仅表达相同基因的GITR和其他调节性T细胞，它们具有不同的功能。不同预后的患者具有不同比例的调节性T细胞簇，为个性化治疗提供了靶点。免疫微环境对T细胞和髓细胞进行了更详细的泛癌研究，发现存在颗粒酶K+T细胞、干扰素刺激基因+T细胞、杀伤细胞免疫球蛋白样受体在记忆性T细胞和NK细胞上表达、转录因子7+CD8+T细胞，ficolin 1+常规DC2、分泌性磷酸蛋白1+TAM，以及肿瘤微环境中的叶酸受体β+TAMs。基于scRNA-seq数据，免疫微环境还发现了新的免疫细胞亚群。葡萄膜黑色素瘤的scRNA-seq鉴定了以前未识别的细胞类型，包括主要表达检查点标记LAG3而不是程序性死亡-1或CTLA-4的CD8+T细胞。同时，在肝细胞癌中发现浸润耗尽的CD8+T细胞和具有高表达layilin的记忆T细胞的克隆富集，这些研究为癌症免疫治疗提供了新的靶点。因为CD8+T细胞是参与消除恶性细胞的主要成分。大肠癌CXC基序趋化因子的scRNA-seq鉴定配体BHLHE40+Th1样细胞与干扰素-γ调节转录因子BHLHE40。在不稳定肿瘤中，这些细胞对免疫检查点阻断有良好的反应，可能会提高免疫疗法的疗效。树突状细胞对于呈递抗原以激活肿瘤免疫微环境中的T细胞是必不可少的。胃癌的scRNA-seq揭示了一个新的树突状细胞簇，表达吲哚胺2,3-双加氧酶1和趋化因子C–C基序趋化因子配体(CCL)22、CCL17、CCL19和白细胞介素-32，它们参与T细胞的募集。胰腺导管腺癌的scRNA-seq还鉴定了除了常规细胞标记物之外还高表达吲哚胺2,3-双加氧酶1的树突状细胞簇。吲哚胺2,3-双加氧酶1对于催化色氨酸消耗和犬尿氨酸产生、抑制T细胞增殖和细胞毒性至关重要，这揭示了树突状细胞和T细胞之间的密切相互作用。此外，通过scRNA-seq鉴定了溶酶体相关膜蛋白3+树突状细胞，并且似乎是经典树突状细胞族的成熟形式。溶酶体相关膜蛋白3+DC可以迁移到淋巴结，并高度表达与T细胞相互作用的配体。这些表达特异性标记物的新型树突状细胞簇的发现为癌症免疫治疗提供了一个新的视角。使用scRNA-seq在肺腺癌中发现了肿瘤相关巨噬细胞的新特征基因，包括髓系细胞触发受体2、CD81、具有胶原结构的巨噬细胞受体和载脂蛋白E。此外，乳腺癌症的scRNA-seq表明，除了M2型基因如CD163、跨膜4域A6A和转化生长因子β1外，血管生成因子纤溶酶原激活剂、尿激酶受体和IL-8也在肿瘤相关巨噬细胞中表达。肿瘤相关巨噬细胞中这些新的基因特征图谱与患者生存相关，并为癌症治疗提供了新的潜在靶点。肿瘤样本scRNA-seq显示，一个肿瘤相关巨噬细胞亚群呈现出SPP1、巨噬细胞清除剂受体MARCO和MHC II类基因的高表达。MARCO和SPP1是巨噬细胞激活中的抗炎和免疫抑制信号，而MHC II类基因与促炎功能有关。其他scRNA-seq研究表明，肿瘤相关巨噬细胞经常同时具有促炎和抗炎特征。这一现象表明，肿瘤微环境中的巨噬细胞活化与传统的M1/M2极化不一致。图2：利用scRNA-seq揭示免疫微环境中的新的免疫亚群单细胞数据揭示免疫细胞进化大多数免疫细胞都处于细胞发育过程中。大量的免疫细胞处于发育轨迹的瞬态状态，而不是分化良好的细胞的离散状态。借助scRNA-seq和深入分析，研究人员可以探索分化细胞的特征、特定细胞类型的转变及其可能的机制。最常用的计算方法是拟时序分析。轨迹描述了细胞的发育过程，其特征是基因表达的级联变化。分支点代表细胞分化的显著差异。各种机器学习计算方法已被用于构建轨迹，包括Monocle3、DTFLOW、DPT、SCORPIUS和TSCAN，这些方法已在单独的综述中进行了评估和比较。由于肿瘤相关巨噬细胞和T细胞代表了免疫微环境中最丰富的免疫细胞类型，这里主要关注这两种细胞类型。scRNA-seq显示，TAMs经常共表达M1基因，包括TNF-α和M2基因，如IL-10，并且肿瘤相关巨噬细胞的分化和状态与其抗肿瘤作用直接相关。拟时序轨迹分析证实，肿瘤相关巨噬细胞在M1和M2表型之间连续转换。转录因子IRF2、IRF7、IRF9、STAT2和IRF8似乎在决定TAMs分化中很重要，并可作为表观遗传学靶点诱导肿瘤相关巨噬细胞的M1极化，从而产生促炎和抗肿瘤的微环境。使用环境刺激和抗原T细胞受体(TCR)刺激测定T细胞表型。不同状态的细胞之间TCR库的重叠，即TCR共享，也可用于研究T细胞的进化。结合scRNA-seq和TCR追踪在结直肠癌中发现20个具有不同功能的T细胞亚群。在黑色素瘤肿瘤的耗竭T细胞中发现了28个基因的耗竭特征，包括TIGIT、TNFRSF9/4-1BB和CD27，并且在大多数肿瘤的高耗竭细胞中也被发现上调。另一项关于T细胞的研究进一步鉴定了CD8+T细胞中的其他耗竭标记物，如LAYN、普列可底物蛋白同源物样结构域家族A成员1和突触体相关蛋白47。拟时序轨迹分析表明，T细胞在时间上处于连续激活和终末分化(衰竭)状态(图3)。已经进行了额外的研究来研究耗尽的T细胞的进化和逆转T细胞耗尽的潜在靶点。scRNA-seq与TCR分析相结合表明，功能失调的衰竭T细胞和细胞毒性T细胞可能在时间上与发育有关。因此，研究集中在CD8+T细胞从效应细胞到衰竭T细胞的过渡过程。scRNA-seq鉴定出两个CD8+T细胞簇为非小细胞肺癌中预先耗尽的T细胞。在肺腺癌中，预先耗尽与耗尽的T细胞比率与更好的预后相关。因此，在耗尽前中断预先耗尽的T细胞可能对癌症免疫治疗至关重要。由于免疫细胞和恶性细胞之间的密切相互作用，恶性细胞的进化在免疫细胞进化中也起着至关重要的作用。拟时序轨迹分析表明，转移性肺腺癌的轨迹分支不同于向纤毛细胞和肺泡型细胞的正常分化。受恶性细胞进化的影响，正常的骨髓细胞群体被单核细胞衍生的巨噬细胞和新型树突状细胞取代。T细胞也被发现会衰竭，从而构建免疫抑制的肿瘤微环境。同样，另一项研究表明甲状腺癌症细胞来源于乳头状甲状腺癌症细胞亚簇，其中构建了不同的肿瘤免疫微环境，导致预后显著恶化。图3：肿瘤相关T细胞和巨噬细胞的进化过程免疫微环境中不同细胞间的通讯网络免疫微环境上的细胞通讯与肿瘤进展有关。配体-受体相互作用是一种重要的细胞通讯类型，对于构建免疫微环境和识别潜在的治疗靶点至关重要。scRNA-seq是在细胞基础上进行的，这使得研究未发现的细胞相互作用变得可行。已经开发了许多基于scRNA-seq数据研究配体-受体相互作用的分析工具，包括iTALK、CellTalker和CellPhoneDB。这些工具利用了已知配体-受体对相互作用的数据库。其中，CellTalker利用差异表达的基因，而CellPhoneDB包括配体和受体的亚基结构。其他工具，如NicheNet，也考虑了受体细胞下游通路的变化。在肿瘤进展过程中，恶性细胞导致免疫细胞的募集和功能障碍，从而相互影响肿瘤的发生和恶性细胞的进化，形成恶性循环(图4)。发现TAMs通过表皮生长因子受体-双调节蛋白配体受体对与恶性细胞相互作用。在基底样乳腺癌细胞系中AREG的调节导致抗炎TAMs的招募。同时，基于scRNA-seq，发现了一种EGFR相关的反馈回路可促进胰腺腺鳞癌的进展。来源于TAMs的抑瘤素M也与其在恶性细胞上的受体相互作用，以激活信号转导子和转录激活子3。研究人员通过整合素受体与胶原蛋白、纤维连接蛋白、血小板反应蛋白1配体和富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4-R-反应蛋白3的相互作用，发现CAF与胃癌细胞之间的通信，这些配体调节干细胞。此外，胰腺导管腺癌的scRNA-seq揭示了TIGIT与T细胞和NK细胞中的甲型肝炎病毒细胞受体2之间的相互作用，以及它们在恶性细胞中的相应配体PVR和LGALS9，导致免疫细胞功能障碍和胰腺癌症进展。因此，基于单细胞数据探索免疫细胞和恶性细胞之间的细胞相互作用提供了可能治疗靶点，以打破肿瘤进展的恶性循环。除了恶性细胞外，scRNA-seq和随后的分析还预测了免疫细胞之间在时间上的相互作用，这表现出相反的功能(图3)。例如，研究发现TAM降低了CXCL12-C-X-C基序趋化因子受体3和CXCL12-CXCR4的相互作用，增强了鼻咽癌细胞毒性T细胞和Tregs之间的CD86-CTLA-4相互作用，导致肿瘤免疫微环境加重癌症进展。此外，CAFs通过分泌CXCL12募集Tregs，并通过periostin与M2巨噬细胞相关。图4：免疫微环境中的细胞通讯网络基于scRNA-seq的肿瘤免疫微环境的临床应用和潜在靶点几十年来，临床实践中一直采用时间的量化来预测患者的生存率和对治疗的反应。利用免疫组化分析的免疫评分，量化肿瘤中的原位免疫细胞浸润。与传统的免疫评分相比，scRNA-seq在免疫微环境上提供了前所未有的渗透免疫细胞分辨率。已经鉴定出与预后相关的新的免疫细胞簇。例如，在早期复发的肝细胞癌中发现了一种独特的低细胞毒性先天性样CD8+T细胞表型。这些T细胞过表达KLRB1，同时下调共刺激和耗竭相关分子，包括肿瘤坏死因子受体超家族、成员9、CD28、诱导型T细胞共刺激因子、TIGIT、CTLA-4和HAVCR2。这种T细胞簇的浸润与癌症的不良预后相关。此外，基于scRNA-seq的细胞相互作用也被计算在预测模型中。基于细胞间通讯相关基因构建了机器学习模型，以预测肺腺癌的复发。将八个细胞间通讯相关基因和患者的临床信息相结合，获得了0.841的受试者-操作者特征曲线下面积。除了预后预测外，肿瘤免疫微环境中独特的细胞相互作用也与免疫疗法的反应有关。scRNA-seq分析发现，抗PD-1治疗的应答者和非应答者之间存在不同的细胞-细胞通信网络，有可能预测患者对抗PD-1疗法的反应。因此，在scRNA-seq的帮助下，可以更准确地预测患者的预后和对免疫疗法的反应。利用scRNA-seq在精准医学中具有启发性，例如帮助靶向治疗克服耐药性。例如，医生在使用替比法尼治疗的非CR肌肉浸润性膀胱癌症患者治疗前后应用患者衍生异种移植物的scRNA-seq。在治疗后的PDX中发现PD-L1的上调，并降低了免疫细胞的抗肿瘤作用。因此，选择了用PD-L1抑制剂进行额外治疗。随后，患者获得了良好的反应。此外，在单药耐药性肿瘤中，通过scRNA-seq鉴定了新的免疫亚型。用抗集落刺激因子1受体阻断TAMs不能减少胆管癌的肿瘤进展。scRNAs-eq鉴定了表达APOE的粒细胞髓系衍生抑制细胞的补偿富集，其介导T细胞抑制。TAMs和粒细胞性骨髓源性抑制细胞的双重抑制与抗CSF1R和抗淋巴细胞抗原6复合物、基因座G治疗联合增强了小鼠的免疫检查点阻断效果小鼠模型，这在临床实践中很有前景。除了治疗耐药肿瘤外，scRNA-seq在免疫微环境上的应用也突出了需要进一步研究的潜在新靶点。T细胞是免疫微环境中去除恶性细胞最重要的免疫细胞。然而，在不同的肿瘤中，耗尽的CD8+T细胞会导致不利的预后。除了众所周知的免疫抑制检查点外，scRNA-seq还鉴定了高表达内皮前体蛋白、酪氨酸酶相关蛋白1和内皮素受体B型的耗尽CD8+T细胞，这些细胞可以作为新的潜在靶点。髓细胞是免疫微环境招募免疫细胞所必需的。通过scRNA-seq鉴定TREM2/APOE/补体组分1，q亚组分阳性巨噬细胞浸润为透明细胞肾癌复发的预后生物标志物。另一项研究证实，小鼠中靶向TREM2的抗体与缺乏MRC1+和CX3CR1+巨噬细胞以及表达免疫刺激分子的髓系簇的扩增有关，这促进了T细胞反应并导致更好的预后。细胞相互作用也可以用作治疗靶点。肝内胆管癌的scRNA-seq揭示了血管CAFs与肝内胆管细胞之间的串扰。血管CAFs分泌的IL-6诱导Cajal间质细胞细胞的表观遗传学改变，从而增强恶性肿瘤。因此，IL-6信号在Cajal间质细胞的中断变得非常有趣。表1总结了scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点。表1：scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点总结scRNA-seq可以绘制全面的肿瘤免疫微环境细胞图谱，为各种肿瘤的临床应用提供了新的视角。此外，免疫微环境的细胞成分和通讯为癌症治疗提供了潜在靶点，并有助于精确医学的发展。技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以发现癌症治疗的新观点，助力临床研究。作为突破性的新技术，单细胞分析技术有望逐渐取代传统的整体样本二代测序。单细胞分析技术在临床和药物开发方面的应用前景更为广阔，可以代替或补充分子、细胞和组织病理检测的现有技术，也可以用于新兴的细胞治疗。

在癌症诊断与治疗中，医生通常是利用活组织检查来进行确诊并跟踪治疗效果。这种方法不仅会给患者带来创伤，而且价格昂贵。循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell, CTC)检测打破了这一僵局。CTC是存在于癌症患者血液循环系统中的游离癌细胞，被认为是癌症生长、转移的一个重要因素。近年来，CTCs引发越来越多的研究者及商业公司的兴趣。　　10月23日，在第三届&ldquo 千人计划&rdquo 创业大赛决赛上，美国泰勒影像生物技术有限公司创始人洪斌博士带来了关于CTCs的新项目&mdash &mdash 基于循环肿瘤细胞检测的快速、低成本癌症普查技术。生物探索记者对此进行了专访。洪斌博士在千人计划大赛上展示自己带来的CTCs检测项目　　循环肿瘤细胞，癌症无创检测新工具　　对于科研及临床来说，CTC的概念并不陌生，早在1896年，澳大利亚学者Ashworth就首次提出CTC的概念。CTCs目前定义为自发或因诊疗操作由实体瘤或转移灶释放进入外周血循环的肿瘤细胞。　　大量实验已经证实CTCs检测有助于肿瘤的早期诊断、判断患者预后、评估抗肿瘤药物的疗效及制定个体化治疗方案。与其他组织学标本如骨髓等相比，外周血标本容易获得，且创伤性小，是临床上常规检测较为理想的标本来源。　　但是，CTC在外周血中的数量非常稀少，仅占外周血白细胞的1/106-1/107，并且它是连续产生的，在血液中呈动态分布，会出现滞后现象，具有很强的异质性，因此CTCs的检测一直受到挑战。　　新技术实现CTCs快速检测　　洪斌博士带来的技术可以解决这一问题。洪博士曾在美国豁达斯派克生物技术公司及美国艾卫迪医学检测公司工作，主导过政府支持的循环肿瘤细胞检测项目。他说，CTCs的少是相对的概念，并不是所有样品中都会少，这是一个误解。以前是因为产品、设备不够好，检测不到，所以才叫&ldquo 少&rdquo 。现在已经证明了，很多样品检测水平是以前平台的30倍到100倍，这样就不能称作&ldquo 少&rdquo 了。　　不同于常规的细胞学检测手段，洪博士使用的是专利技术，肿瘤细胞无需分离、无需洗脱特异性染色和高清成像，不会对细胞产生物理损伤，没有样品损失。同时，他们开发了非抗体染色剂，无论染色时间长短对正常细胞都不会产生非特异性染色，不会产生染色背景。整个检测过程只需10分钟，保证了癌症检测的准确度、灵敏度、特异性和方便使用。　　既往研究表明，外周血CTCs存在于肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、膀肌癌和卵巢癌等多种恶性肿瘤中，因此洪博士的这项技术几乎可以检测所有癌症&mdash &mdash 只要能产生CTCs。医院、体检中心、诊所、中心实验室进行癌症筛查、诊断和治疗评价时均可使用这项技术。　　一年左右进入临床　　对一项医学技术来说，大家最为关注的永远都是何时能够进入临床，真正应用到患者身上，尤其是与癌症相关的技术。洪博士表示，这项技术预计一年左右在中国进入临床，经过临床试验、注册证审批等程序，再过一年半到两年时间即可推向市场。　　洪博士提醒，虽然这项技术很先进，但是它不能完全取代现有的癌症检测技术。放射、影像、病理检查等每项技术都有自己的优势，在某些情况下，CTCs快速检测技术能够取代传统检测手段，更多情况下，CTCs快速检测技术希望做到与传统检测手段优势互补，最终实现癌症的准确检测&mdash &mdash 这也是癌症检测的最终目的。　　在查看介绍资料时，记者注意到该技术有&ldquo 床边&rdquo 、&ldquo 快捷&rdquo 字样，因此产生疑问，该检测方法有可能给患者在家里使用吗?洪博士说，该检测使用形式多样，可以在专业实验室使用，也可以在病人床边使用，但是建议医生在专业实验室使用，以方便结果确认。　　洪博士计划首先将产品推向全国各体检中心。被问及在中国推广这项技术可能会遇到哪些挑战，他说，挑战肯定会有，毕竟这是一个新产品，但它并不是市场上第一个这种类型的产品。经过多年发展，市场已经认可CTCs检测相关产品，他们只要努力证明这项技术好在哪里就行了。　　CTCs检测不是一件易事，中国十年前就有公司介入CTCs检测领域，因为难度太大，到现在鲜有成功者。或许接下来十年，这种情况会得到改观。随着检测技术的不断改进，检测手段敏感性与特异性的提高，CTCs检测必将在临床肿瘤诊治中得到更广泛的推广应用，CTCs检测也将在人类战胜肿瘤的征途上写下新的篇章。　　美国泰勒影像生物技术有限公司创始人洪斌　　洪斌毕业于南京大学、北京化工大学、美国路易维尔大学。曾在美国豁达斯派克生物技术公司担任高级研究员、项目主管，在美国艾卫迪医学检测公司担任研发主管。洪博士获得了美国普渡大学药政管理与质量监督职业资格认证，美国药监局药政管理培训资格认证，多项中美创新创业大赛大奖，并入选美国大学名人录。他发表第一作者SCI核心期刊文章十余篇，发明专利四篇、知识产权一篇，是生物传感器和医学检测领域著名期刊 Biosensor & Bioelectronics的特邀审稿人。

光域生物医学完成数千万天使轮融资——自主知识产权的在体流式细胞检测技术（点击查看此前报道）光域生物医学宣布已经完成天使轮融资，由专业医疗投资机构苇渡创投独家投资。本轮融资资金主要用于研发投入和临床技术创新。公开资料显示，光域生物医学科技（苏州）有限公司成立于2022年4月，其核心技术是国际首创并具有自主知识产权的在体流式细胞检测技术，基于该技术可实现免抽血、实时、动态、连续、无创、定量检测/监测人体或动物循环系统中的细胞、分子、纳米颗粒等目标物质，获取多维度的科研或临床数据，直接反映人或实验动物体内环境真实的分子、生理、代谢、药物等方面的参数和状态，区别于传统离体检测方式。光域生物医学即将上市发布的IVFC-1000系列科研仪器将成为国际上首台基于IVFC技术的商用仪器，开创一项全新的活体细胞学检测方法，并具有完全自主知识产权。魏勋斌教授开发“体内流式细胞术”(IVFC)癌症是人类生命的巨大威胁，癌症转移是癌症患者死亡的主要原因。循环肿瘤细胞(ctc)是肿瘤转移的临床生物标志物之一。目前检测血液样本中ctc的体外方法都是基于ctc在外周血中的分布不随时间发生显著变化的假设 然而，最近的研究对这种方法的正确性提出了挑战。由于连续抽取患者或实验动物的血液，研究CTC计数的每日振荡是不现实的，理想的方法是在体内长时间监测CTC。在发表于《光科学与应用》(Light Science & Application)杂志上的一篇新论文中，以上海交通大学医学- x研究所和生物医学工程学院、北京大学生物医学工程系魏勋斌教授为首的一组科学家，和同事开发了一种非侵入性光学方法来监测异种移植瘤模型中的ctc。他们开发的光学系统被命名为“体内流式细胞术”(IVFC)，这与传统的“体外”流式细胞术不同，后者只能在体外检测荧光标记的细胞。在IVFC中，调整激光聚焦于实验小鼠耳的微动脉。当荧光标记的CTC通过光片时，荧光被激发并被光电倍增管(PMT)检测。为了说明这种光学结构的意义，血液循环中的ctc可以无创、反复、连续检测。“我们的IVFC技术不同于目前用于CTC检测的实验室或临床方法。操作系统不需要抽血。由于反复采血不会破坏生物环境，因此我们可以长期定期、无创地监测ctc。”他们说。通过这项技术，他们在前列腺癌原位小鼠模型中监测了24小时内不同癌症进展阶段的gfp表达ctc。在CTC计数方面，他们观察到，在夜间开始时，也就是啮齿动物的活跃阶段，每天都有惊人的振荡。在第6天、第12天、第18天和第24天用IVFC实时检测ctc，结果显示在转移性循环早期出现了明显的爆发活性。结果表明，前期爆发的概率高于后期。“这些发现可能会扩展我们对ctc和时间框架之间关系的理解。ctc并非全天均匀分布于血液中。他们在白天和晚上是不同的。提示昼夜节律可能调节CTC释放。临床检测ctc时应考虑到这一因素。”“ctc似乎比人们预期的更复杂。本研究为我们提供了一个影响临床CTC检测的潜在因素。了解CTC是否昼夜变化和爆发，从而加深对其分布规律的认识，是非常重要的。IVFC技术不需要在不同的时间点采血，重复的采血过程可能会改变生物环境。毫无疑问，我们越来越了解ctc和癌症转移。ctc的检测比以往任何时候都更加精确。”生物学家和临床医生说。用血管代替流动室，IVFC和FCM相似在使用这种类型的IVFC检测CTC之前，需要对感兴趣的细胞进行标记。 基于荧光的IVFC的基本原理与传统的FCM相似，只是使用生物体内的天然血管代替常规流式细胞仪中的流动室。 当荧光标记的细胞通过聚焦在血管上的激光束的狭缝时，可以激发它发射荧光。 然后可以通过PMT检测该信号（结构详见下图）。 因此，可以长时间获得生物信息而无需抽血。参考文献Wei Xunbin,Zhou Jian,Zhu Xi et al. A Noninvasive and Real-Time Method for Circulating Tumor Cell Detection by In Vivo Flow Cytometry.[J] .Methods Mol. Biol., 2017, 1634: 247-262DOI:10.1038/s41377-021-00542-5文献作者：魏勋斌，博士，博士生导师，博雅特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，SPIE（国际光学工程组织）Fellow（会士）。1993 年于中国科技大学物理系光电子技术专业获学士，1999 年获美国加州大学 Irvine 分校生物物理学博士，1999-2001 年在哈佛大学从事博士后研究。2001-2006 年任哈佛大学生物医学光学中心研究助理教授。2006 年回国，国内工作期间获得国家杰出青年科学基金、教育部新世纪优秀人才、科技部 973 国家重大基础研究计划、国家传染病重大专项、国家自然科学基金仪器专项、上海市领军人才、上海市优秀学科带头人、上海市曙光学者、上海市浦江人才计划等项目资助。共发表 NATURE、PNAS、NATURECOMMUNICATIONS 等 100 余篇，总影响因子400，他引 3600 余次。获得国家三类医疗注册证一项，国内外专利20 余项。1）可用于肿瘤光学早期检测的“在体流式图像细胞仪”； 2）在体肿瘤光学分子影像技术及近红外纳米光学探针技术； 3）活体光学细胞操纵技术研究； 4）激光医学与老年痴呆症的光治疗技术。

红细胞，血小板，中性粒细胞，单核细胞，淋巴细胞。。。这些细胞不仅是我们体内循环系统中常见的细胞类型，在实验室中出镜率也非常高，我们统称它们为悬浮细胞。实际上，对于悬浮细胞的研究，尤其是分选和荧光定量，我们常用的技术手段是流式细胞术FACS。但尽管FACS能准确的进行悬浮细胞的单细胞荧光定量，如果我们想要知道单个细胞的形态变化，蛋白表达的位置信息，以及基于表型的高通量药物筛选，就需要高内涵成像分析系统的帮助啦。之前我们已经给大家介绍过珀金埃尔默高内涵系统实现红细胞变形的药物筛选方法，点下方可以回顾哟。往期回顾Nature Protocol——微球过滤结合高内涵成像实现基于红细胞变形的高通量药物筛选：https://mp.weixin.qq.com/s/2Kz3CDIqKVGbw17-ZyxutQ今天我们再来关注循环系统中一类很特殊的悬浮细胞：循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell，CTC）。CTC是癌症病人体内由实体肿瘤病灶脱离而进入血管的肿瘤细胞，它们在外周血中痕量存在，大部分也会发生凋亡和被吞噬，但依旧有少数隐藏极好并伺机而动发展为肿瘤转移灶，因此是肿瘤发生恶性转移的凶手之一（图1）。 CTCs在血管中的“命运”大量研究表明，CTC在外周血中以不同形态存在，有游离的单个CTC，也有聚集成团的CTC集簇。而它们形成集簇的能力更是与肿瘤的转移密切相关。今年1月Cell杂志就在线发表了瑞士Basel大学Aceto团队关于乳腺癌病人血中CTC单兵作战和团体作战的相关工作。通过全景观基因测序，他们解释了CTC集簇比起单细胞缺少了关键位点的DNA甲基化重建，因此更容易导致肿瘤的恶性转移。进一步利用Operetta高内涵成像及Columbus分析系统，对CTC成像后集簇的大小及相关功能进行定量分析，试图找到解离CTC集簇使其变为单兵作战从而失去转移能力的方式。幸运的是，通过高内涵筛选他们从2485个FDA批准的药物中找到了一种钠/钾ATP酶抑制剂，可以解离CTC集簇成为单细胞（图2），继而诱导DNA甲基化，最终抑制肿瘤的转移。基于细胞存活率和集簇大小的高内涵药物筛选尽管CTC是外周血悬浮细胞中的稀有事件，但是作为具有高灵敏度，高通量和高速度的表型筛选领导者，PerkinElmer高内涵成像分析系统一如既往的表现出了强大的助力作用，从未让科研工作者失望过。表型筛选，我们是认真的。参考文献1. Gkountela, S., Castro-Giner, F., Szczerba, B. M., Vetter, M., Landin, J., Scherrer, R., Krol, I., Scheidmann, M. C., Beisel, C., Stirnimann, C. U., Kurzeder, C., Heinzelmann-Schwarz, V., Rochlitz, C., Weber, W. P., and Aceto, N. (2019) Circulating Tumor Cell Clustering Shapes DNA Methylation to Enable Metastasis Seeding, Cell 176, 98-112 e114.2. Mocellin, S., Keilholz, U., Rossi, C. R., and Nitti, D. (2006) Circulating tumor cells: the ' leukemic phase' of solid cancers, Trends in molecular medicine 12, 130-139.

创新点：海风HW-SeaBreeze 芯片实验室。可实现单细胞柔性捕获、液流/液滴精准控制、滴内PCR、无标记筛选、器官芯片、仿生环境建立等操作。关键技术：（1）研究对象——直径0.1-2000um生物颗粒：细胞/细菌/病毒/线虫；（2）单核液滴——高通量，绝对单细胞液滴制备, 可删除空液滴及多核液滴；（3）精准控温——恒温孵育:微流培养池/器官芯片 液滴数字PCR)；（4）柔性操控——保持活性；液滴/液流,电场/气压/激光多场景控制 （5）多类筛选——支持 拉曼/影像/阻抗等无标记筛选,荧光标记筛选（6）器官芯片——液滴/液流 ,液/气/氧/温/光/电/时:多维精准控制 （7）耗材定制——芯片内生物存活7日，按需定制, 价格远低进口■ 应用领域：细胞培养、药物开发、器官芯片、肿瘤细胞医疗、仿生微环境、文库、单细胞(菌)液滴包裹/操控/筛选、单亲克隆、滴内PCR、定向进化等。海风系列I型_单细胞捕获孵育_定向进化_滴内PCR

p　　记者从中国科学技术大学获悉，该校工程科学学院微纳米工程实验室在单颗粒或细胞捕获研究领域取得重要进展。他们提出使用实时飞秒激光双光子光刻技术，成功实现了单颗粒或细胞的捕获，该技术还可以实现可控多颗粒或细胞团簇的实时捕获，用于细胞通讯或颗粒之间的相互作用研究，有望极大地推动细胞捕获研究领域的发展。研究成果日前发表在微流控领域国际期刊《芯片实验室》上，并被选为封面，同时被《自然· 光子学》刊发。/pp　　在单细胞分析研究中，捕获目标细胞是实现单细胞分析的第一步。微流控芯片具有传统实验方法所不具备的一些优点，已经被广泛研究并应用于单细胞捕获领域中。其中，基于微流控的捕获阵列方法是实现细胞或者颗粒捕获分离最简单、最常用的方法。然而，目前的微捕获阵列面临着几个难题：首先是极低的捕获效率(低于10%)；其次是无法实现针对目标结构尺寸和几何结构的实时可调控性 再者，同时捕获可控的颗粒团簇很难实现。/pp　　研究团队首先设计制造了一定高度的微流控芯片，向芯片中通入包含有目标微颗粒或细胞的光刻胶或水凝胶 通过图像实时观测筛选目标颗粒，然后快速控制液体停流；使用飞秒激光在目标颗粒或细胞周围加工微柱阵列；最后洗掉光刻胶或水凝胶，得到目标结构用于后续单细胞分析。单细胞或颗粒的捕获效率接近100%，且捕获目标的几何尺寸和形状实时可调，另外还可以实现可控数目的颗粒团簇的捕获。/ppbr//p

作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×109 个/mL、4×106 个/mL和3×108 个/mL,而且肿瘤细胞在转移过程中可以通过上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)来不断地改变自身的特征。正是由于其稀缺性和异质性,以及血液中复杂基质的干扰,CTCs的精准检测成为巨大的难题。 由于常规的光学分析手段在检出限和灵敏度上均难以达到直接检测的要求,因此通常在进行外周血中CTCs的检测之前,要通过一些样品前处理方法来实现其分离和富集。常采用的样品前处理方法可以分为物理法和化学法,物理法主要根据细胞在物理特征上的差异来进行分离,例如膜过滤分离和密度梯度离心,就是分别依据细胞的大小和密度来完成筛选。化学法则主要依靠生物大分子的特异性识别作用,例如抗原抗体相互作用,核酸适配体与靶标的选择性结合。　　上述样品前处理方法虽然能够在不同程度上实现CTCs的分离富集,但也存在着一定的缺陷。由于这些方法都是非连续性的,在吸附、洗脱和转移的过程中难免会造成细胞的丢失,加之CTCs本身的稀缺性,很容易导致假阴性结果的产生。利用微流控芯片功能集成的特点则可以很好地解决这一问题,CTCs的捕获、释放、计数及检测等操作均可在芯片上完成,连续的自动化处理可以有效减少人为误差的干扰。此外,微流控芯片所需要的进样量非常小,可以大大减少珍贵样品和试剂的消耗,降低检测成本。并且在微尺度下表面力的作用会明显放大,可以有效提高物质混合和反应的效率,实现快速高效的分离分析。因此,近年来多项研究尝试利用微流控芯片平台开展CTCs分离检测工作,取得了良好的效果。本文对微流控芯片技术用于CTCs分离检测的相关研究进展进行了综述,将采用的分离方法主要分为物理筛选和生物亲和两大类,同时囊括正向富集和反向富集两种策略。此外,对于近期发展的芯片原位检测CTCs新方法也进行了介绍。　　1、CTCs分离芯片研究进展　　作为商品化较为成功的CTCs分离检测系统,强生公司的CellSearch产品采用的是基于上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体特异性识别肿瘤细胞的方法,类似的方法在CTCs分离芯片中也被广泛使用,可以视作利用生物亲和作用进行CTCs分离富集的代表。　　另一方面,依据细胞在物理性质方面的差异,无须生物标志物的条件下即可实现CTCs的筛选,其中有无外力介入的被动分离方法,例如利用微尺度下流体力学中的惯性效应和黏弹性效应来进行筛分。　　也有外加物理场的主动分离方法,诸如介电泳、表面声波和光镊技术等。除了直接对CTCs进行特异性识别实现正向富集外,也可以通过选择性结合诸如白细胞等干扰,再将其排除,从而达到反向富集的效果。　　2、、芯片原位CTCs检测　　对于CTCs的检测,通常采取先进行细胞染色,再用荧光显微镜观察的方法,但该方法在灵敏度上有待提高,且重现性较差,需要手动操作和人工计数。　　此外,以荧光光谱为代表,一些常见的光谱检测手段也被广泛应用在芯片上CTCs的检测中。　　除了光学分析方法外,研究人员通过使用传感元件实现了CTCs芯片检测结果的数字化直读或可视化分析。　　3、总结与展望　　本文对CTCs分离微流控芯片的技术原理、分离策略和研究进展进行了综述。其技术原理主要分为物理筛选和生物亲和两大类,分离策略分为正向富集和反向富集两个方向。同时,介绍了CTCs芯片原位检测的主要技术方法和优化策略。随着微流控芯片技术的快速发展,其微尺度流体操控、微结构加工和集成传感检测能力得到极大提升,进一步推动了CTCs分离微流控芯片技术的发展。多项研究显示,以微流控芯片为平台来分离检测外周血中的CTCs,可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势,最终实现对临床血液中CTCs的快速精准分析,在肿瘤早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。　　现阶段,CTCs芯片在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。针对这一挑战,由于精准与高效二者难以兼得,未来的芯片设计应该更专注于单个目标的实现。一方面,针对基础研究,应当注重于提高CTCs筛选的细胞纯度及细胞活性。可以先利用惯性效应对血液进行粗分离,筛分出尺寸较大的白细胞和CTCs。再采用液滴分选的方法,通过免疫磁性分离实现CTCs的精确筛选。液滴分选技术能够达到单细胞分析的精度,利用液滴分选进行肿瘤细胞筛选也已有文献报道。另一方面,针对临床检测领域,研究重点则在于实现临床样本的高通量分析。可以采用电分析方法,依据不同种类细胞的比膜电容和细胞质电导率差异来设置恰当的阈值,对流经检测窗口的CTCs实现快速分析。此外,微流控芯片技术属于多学科交叉领域,CTCs芯片的发展同时也受益于微机电系统(MEMS)、材料学、流体力学和生物医学等研究领域的技术突破。随着相关领域研究技术的发展,CTCs芯片未来有望成为肿瘤基础研究和癌症早期临床诊断的重要平台。

第36届IEEE International MicroElectro Mechanical Systems Conference (IEEE MEMS 2023)将于1月15-19日在德国慕尼黑召开。IEEE MEMS是微纳系统领域最具影响的国际会议，从1987年以来至今已举办36届，长期以来以创新性高、中选率低著称，是微机电系统(MEMS)领域的顶尖会议。近日，由中科院长春光机所李备研究员团队与北京大学王玮教授团队合作，在MEMS上发表了题为"PICKING SINGLE CELLS FROM 10 ML SAMPLE BASED ON A MICROFILTRATION- LIFT COMBINATION PLATFORM"的文章，文章旨在基于微滤-LIFT组合平台从 10 mL 样品中分离单细胞。循环肿瘤细胞（CTC）是外周血中丰度极低的稀有细胞，并且显示出广泛的分子异质性。迄今为止，已经提出了许多CTC分离方法，如梯度离心法，过滤，微流控技术和标记免疫亲和技术，它们已实现了细胞捕获。然而，由于非特异性捕获的白细胞（WBC）引入的污染，CTC相关研究在CTC的定量表征阶段相对停滞。众所周知，仅仅计数CTC并不能反映肿瘤生物学的异质性。为了揭示CTC的异质性，迫切需要开发一种单个CTC分离方法，以更好地了解单个CTC在分子生物学水平中的作用。目前，单CTC拾取的工作原理包括手动显微操作，激光捕获显微切割（LCM），机械细胞选择器和激光诱导前向转移（LIFT）。不幸的是，广泛使用的手动显微拾取细胞的效率很低，这极大地影响了其实际应用。据报道，由于切割面积大，LCM和机械单元拾取器倾向于每次拾取收集多个细胞。相比之下，激光诱导前向转移（LIFT）技术可以在高分辨率下自动拾取单个细胞。因此，LIFT是从预处理样品中挑选单CTC的一种很有前途的方法。图1：微滤-激光诱导前向转移（微滤-LIFT）组合平台的示意图（a-d）：（a）双层微孔阵列器件封装，（b-c）基于尺寸的细胞分离和富集，（d）单细胞的识别和拾取。L1 至 L4，镜片 HP，半波片 PBS，偏振分束器 M1到 M3，镜子 DM，二向色镜 EF，发射滤光片 MO1至MO2，显微镜物镜。上部（e-f）和下部（g-h）滤膜的照片和SEM图像在这项研究中，我们开发了一种新型的微滤-激光诱导前向转移（微滤-LIFT）组合平台，该平台允许从大体积样品（超过 10 mL）中高通量分离和自动拾取单个 CTC。微滤-LIFT平台将双层微孔阵列滤膜与荧光识别LIFT系统耦合。除了计数之外，该平台的初步性能表明，在重力下，微孔阵列过滤器可以快速分离和浓缩目标细胞，并使用LIFT技术在几秒钟内以单细胞分辨率精确拾取。微滤-LIFT平台为高效的单CTC拾取提供了独特的途径，为CTC的生物学特性分析奠定了基础。该研究中应用长光辰英核心产品—PRECI SCS单细胞分选仪PRECI SCS单细胞分选仪成果与讨论通过 COMSOL 仿真分析，以评估单细胞拾取过程中对细胞的损伤（图2a）。激光作用金属膜温度约为2700°C（图2b），而距离金属层0.6μm的液体在100 ns内低于27°C（图2b）。脉冲激光器的传输时间（6 ns）远小于100 ns。整个流体域的温度变化如图2c所示，表明LIFT操作对目标细胞是安全的。图 2：细胞分选过程的有限元分析。分拣过程中的温度场模型（a）和分拣过程中不同位置的温度场随时间变化（b）。激光烧蚀金属膜的最高温度小于2700°C，而距离金属层0.6 μm的液体在100 ns内保持在27°C以下。（c）整个流体域在不同时间的温度变化。超过0.6um的激光烧蚀金属膜的液体域温度低于27°C。下图显示了微滤-LIFT平台用于单细胞拾取的整个过程。过滤后，将接触的双层微孔阵列过滤器连接到LIFT系统的透明载玻片上（见图3（a）和（j））。通过荧光染色法鉴定靶细胞，如图3（b-c）、（f-g）和（k-l）所示。然后目标单细胞瞬间以350 nJ从微滤装置转移（参见图3（m））。图3（n）显示成功拾取目标细胞，并在载玻片正下方的细胞接收器上找到细胞（见图3（o-p））。接触的双层微孔阵列过滤器能够在30 s内使用LIFT系统拾取单个细胞，而单层微孔阵列过滤器只能在6分钟内移动细胞。图 3：用于单细胞拾取的微孔 LIFT平台的动态过程。（a-i）基于单层微孔阵列过滤器的单细胞拾取：目标细胞拾取失败，细胞在开始时没有移动（a-e），而细胞在一段时间后产生小位移（f-i），由于液层随着时间的推移而减少。（j-p）基于接触双层微孔阵列过滤器的单细胞拾取：由于上部微孔阵列可以切割捕获细胞的液体层，因此实现了目标细胞拾取。拾取的单个细胞由细胞接收器（o-p）接收。细胞用细胞追踪器绿色和Hoechst预染。

人们早在20世纪初就观察到肿瘤细胞群体的一个有趣且独特的性质：大多数肿瘤细胞的能量代谢与正常细胞相比呈现出巨大的差异性。1924年Otto Warburg首先报道了这一现象，后来他由于发现呼吸酶（即细胞色素c氧化酶）而获得了诺贝尔奖。相关会议推荐点击可免费报名大多数不增殖的正常细胞通过获取氧分子，将葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白（GLUT）运输入胞内，在胞质中有氧条件下能通过糖酵解途径将葡萄糖分解成丙酮酸。在糖酵解的最后一步，丙酮酸激酶的M1亚型的存在，可以确保产物丙酮酸被运送到线粒体，再在丙酮酸脱氢酶（PDH）的作用下进行氧化，生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环。通过这种方式，线粒体每分解一个葡萄糖分子就能产生36个ATP分子。而在肿瘤细胞中，即使在有充足氧供应的肿瘤细胞中，GLUT1将大量葡萄糖运输至胞质中进行糖酵解。它依赖丙酮酸激酶的M2亚型，将丙酮酸盐转化为乳酸脱氢酶（LDH-A）的底物，生成大量乳酸，分泌到胞外。由于只有极少量的葡萄糖被运输至线粒体进行分解，故每个葡萄糖分子只分解得到2个ATP分子。此外，糖酵解途径中的大量中间产物被用于其他生化合成途径中。被Warburg称为肿瘤细胞“有氧糖酵解”的这种代谢方式，由于其每分解一个葡萄糖分子只能得到两个ATP分子，在能量学上显得很不经济。因为在三羧酸循环中有氧分子参与的情况下，一个葡萄糖分子的有氧糖酵解途径能提供36个ATP分子。机体中的大多数正常细胞正是通过这种由血液系统带来氧分子、进而进行有氧糖酵解的途径获得高效供能的。而即使子提供充足氧气的情况下，肿瘤细胞也不使用常规糖酵解方式，这实在是一种非常与众不同的生物学行为。由于肿瘤细胞使用的是一种很不经济的糖代谢方式，因此它们需要大量的葡萄糖进入胞内进行分解。在多种肿瘤中，如上皮来源的癌和血液系统肿瘤，都能观察到这种行为。它们高表达葡萄糖转运蛋白，如GLUT1等，以便能跨膜转运大量葡萄糖。那么为什么80%的肿瘤细胞要采取这种糖酵解的方式，而不采用到线粒体中进行三羧酸循环的方式对葡萄糖进行分解呢，并且明显后者能提供更多的ATP以供肿瘤细胞的生长和增殖？有氧糖酵解是否是肿瘤细胞维持其表型必需的？又或它只是细胞转化后的一个无意义的副效应，对细胞转化和生长并没有因果作用。有关有氧糖酵解的一个解释是肿瘤块内部的肿瘤细胞通常都呈现缺氧的状态，这种缺氧状态导致细胞不能进行充分的糖酵解进而提供充足的ATP，就像正常细胞在缺氧状态时的反应一样。由于具备Warburg效应，肿瘤细胞很好地适应了这种缺氧环境，但这依然不能解释为什么在提供充足氧气的条件下，肿瘤细胞依然不加以利用以合成更多的ATP。关于有氧糖酵解另一个合理的解释是，除了产生ATP，糖酵解还有第二个作用：糖酵解途径的中间产物可以作为很多涉及细胞生长（如核酸和脂类的合成）的分子的前体。肿瘤细胞通过糖酵解途径的负反馈机制，阻断糖酵解途径的最后一步，使细胞内积累了大量早期中间代谢物。这些糖酵解途径的中间产物能参与许多重要的生化合成反应。较肿瘤细胞而言，正常细胞没有那么强的增殖活性，也不需要大规模的生化合成反应，葡萄糖主要用来产生ATP以维持其正常代谢。正是这种肿瘤细胞异常的葡萄糖代谢为其创造了生长和增殖的生理学环境。参考文献： 1. 《The biology of CANCER》second edition. Robert.A Weinberg 2. 《癌生物学》詹启敏 刘芝华 主译

日前，国际著名科学杂志《先进科学》（Advanced Science）发表了一篇专题文章，详细介绍了我国科学家团队在单细胞生物学研究领域的一项最新技术成果：中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心（以下简称单细胞中心）和青岛星赛生物科技有限公司（以下简称星赛生物）合作发明了拉曼流式检测技术pDEP-D LD-RFC ，该技术基于介电诱导确定性侧向位移，可高效完成单细胞聚焦、捕获/释放，针对人体细胞（肿瘤）、植物（微藻）、酵母和细菌等多种细胞类型具有广谱适用性。 《先进科学》（Advanced Science）相关文章页面截图 据悉，基于此星赛生物即将推出的升级版FlowRACS仪器，为活体单细胞代谢表型组的高通量检测提供了全新工具，研究小组已经开发了一系列应用，广泛适用于肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测等生命科学研究的重点高精尖领域。 活体单细胞代谢表型组流式检测技术发展简史活体单细胞代谢表型组的流式检测，在微生物资源挖掘、细胞工厂筛选、酶元件表征、生物过程监控、临床诊疗等方面，具有共性的支撑作用。此前，荧光流式和质谱流式作为常用手段被广泛接受，但经过长时间的验证，二者均在不同方面有其技术的局限性。 其中，荧光流式受限于对生物标志物需有先验知识，并引入荧光标记探针来识别生物标志物——但许多细胞都没有可靠的生物标志物，如微生物群，无论是在基因上还是在生物分子上，都不能就其多数功能进行普遍标记，且可能存在强荧光干扰问题。另一方面，质谱流式涉及到细胞破碎，难以耦合目标单细胞的下游分选、培养或测序等单细胞组学技术。于是，新的技术应运而生。与荧光流式和质谱流式等现有流式细胞检测手段相比，拉曼流式具有无需标记细胞、活体检测、信息量丰富等优势，因此是一种具有广阔应用前景的细胞分析手段。但是，新技术的诞生必将伴随实际应用带来的阵痛。高通量拉曼流式技术的应用受限于：首先，如何提高样品的普适性，以适用于不同细胞类型与不同表型的检测；其次，如何提高检测的通量，以实现高度异质性细胞群体的深度检测；最后，如何提高运行的稳定性，以支撑高度可靠的仪器使用流程。活体单细胞代谢表型组检测新技术针对上述问题，单细胞中心王喜先、任立辉、刁志钿、何曰辉等带 领的研究小组发明了“介电诱导确定性侧向位移实现单细胞聚焦、捕获/释放的拉曼流式检测技术”（Positive Dielectrophoresis Induced Deterministic Lateral Displacement-based Raman Flow Cytometry，pDEP-DLD-RFC）。 《先进科学》（Advanced Science）文章页面中，关于拉曼流式细胞检测技术原理的插图首先，新技术采取的是宽流场高流量的进样策略。其能够有效防止细胞沉降，进而实现了长时间稳定运行（＞5小时），但是此策略带来的问题就是如何在宽流场中实现快速、精准地对高速流动的单个细胞进行一一捕获，且不会漏检，也就是如何保证拉曼检测的高效率和高准确性。因此，团队又通过介电诱导细胞确定性侧向位移，实现了宽场中细胞高效聚焦地流经检测位点，从而保证了拉曼检测效率。最后，通过施加检测时间依赖的周期性介电场，实现了单细胞的快速捕获/释放，以满足各种不同细胞类型的普适性、高通量检测。 FlowRACS中介电诱导细胞确定性侧向位移实拍周期性介电场中单细胞的快速捕获/释放实拍生物过程监控及肿瘤/微生物细胞分类研究的新工具基于上述关键技术突破，星赛生物即将推出的升级版FlowRACS兼具广谱通用性、高通量、运行稳定性等性能的高通量拉曼流式检测系统，并开发了一系列应用：肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测。这套全新的细胞检测分选技术和仪器设备系统，将能极大提升相关领域的科研效率和能力。 在肿瘤细胞类型的快速区分场景中，基于SCRS中信息丰富的指纹区，以膀胱癌、肺癌、肾细胞癌、乳腺癌等细胞株为例，证明流式拉曼技术耦合拉曼组机器学习算法，能以平均95%的准确率，完成肿瘤细胞类型的快速判别。该方法对于肿瘤细胞质量检测等应用具有潜在的应用价值。在植物生物制造过程的代谢监控场景中，基于共振拉曼信号，实现了雨生红球藻中虾青素含量的实时监测，从而示范了单细胞精度的虾青素累积过程细胞工厂代谢状态的监控，并考察了“高光”和“缺氮”等条件对细胞虾青素累积速度及其同步性的影响。其虾青素含量检测速度达～2700 events/min，为目前最高的自发拉曼检测/分选通量。在酵母生物制造过程的代谢监控场景中，基于非共振拉曼信号，示范了油脂酵母中细胞代谢活力、甘油三脂含量、油脂不饱和度等多个关键代谢表型的同步动态监控，进而通过拉曼组机器学习、拉曼组内关联分析（Intra-Ramanome Correlation Analysis，IRCA）等算法，实现了单细胞代谢状态（准确率＞96%）的实时鉴定，以及细胞内代谢物相互转化网络的实时重建。在细菌药敏性的流式快检场景中，基于单细胞中心前期提出的重水饲喂单细胞拉曼药敏原理，以大肠杆菌和多种常见抗生素为例，开发了流式药敏快检技术，并通过与拉曼药物应激条形码（Raman Barcode for Cellular Stress-response，RBCS）、IRCA、拉曼组机器学习等算法，证明该流式药敏快检技术还能实时地判断单菌体精度的药物应激状态、构建细胞内代谢物相互转化网络等，从而揭示细菌-药物互作机制。此外，流式检测大大提高了药敏检测中SCRS取样深度，对于识别群体中通常占比很低的耐药细胞，具有重要的意义。与转录组、蛋白组和代谢物组相比，拉曼组能表征单细胞精度的底物代谢、产物合成、环境应激性、化合物相互转化等关键代谢表型，而具广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等优势，因此拉曼组是一种更接近于“功能”、更适合于临床、工业等场景的单细胞表型组。为了支撑人体、动植物和微生物拉曼组数据的自动化采集与分析，单细胞中心与星赛生物基于pDEP-DLD-RFC技术，星赛生物即将推出升级版FlowRACS仪器，将大大加速拉曼组平台的推广应用。原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202207497

研究背景细胞的机械特性对其生物学功能（如增殖、分化和凋亡）和形态状态（如迁移、附着和病理状态）至关重要。目前常用的细胞弹性模量测量技术包括原子力显微镜、微管吮吸、光镊和磁镊等。这些技术可以有效测量单个细胞的机械性质，但是通量低，限制了其实际应用。近年来，微流控芯片因其在小体积液体操控方面的独特优势，也被用于测量细胞弹性模量。现有的微流控芯片主要侧重于平台开发，虽然通量大幅提高，但很少将测量后的细胞进一步收集以实现后续分析。单细胞分析技术的发展要求能够准确地打印单个细胞。传统单细胞打印技术包括荧光激活细胞分选、有限稀释和手动细胞挑选，这些方法打印效率较低且难以实现自动化。近年来，各种微流控技术被开发用于高通量精确打印单个细胞，如喷墨打印、精确分配、双阀门筛选和移液管式单细胞分离等。这些技术可以根据目标细胞的荧光、形态等特征进行识别并打印，但是大多技术难以获得单细胞的机械信息。因此，本研究报道了一款基于 U 型阵列的微流控系统，集成了单细胞连续捕获，弹性测量和可寻址打印。该装置在研究细胞力学与其他生物学特性的关系方面具有强大的应用潜力。研究内容近日，哈尔滨工业大学（深圳）陈华英课题组在英国皇家化学会（RSC）期刊 Lab on a chip 上发表题为“Continuous trapping, elasticity measuring and deterministic printing of single cells using arrayed microfluidic traps” (《单细胞连续捕获、弹性模量测量和可寻址分选打印》)的研究论文，报道了一款创新的微流控芯片，实现了基于精确调节的压力对微球/细胞进行捕获和逐个打印，并将已知弹性模量的单细胞确定性地打印到孔板中（图 1）。该论文第一作者是哈工大（深圳）在读硕士研究生蔡逸珂和硕士毕业生余恩。陈华英副教授为通讯作者。微流控芯片（图 1A）由冲洗入口、样品入口、打印入口、压力维持口和两个平行的主通道组成，下游有打印出口。在所有入口通道中设计了宽度从 200μm 减小到 25μm 的微通道阵列，以过滤介质中较大的颗粒/细胞碎片。如图 1A 和 B 所示，在每个主通道的一侧有 16 个 U 型捕获陷阱，且吮吸通道的高度比分流通道的高度低 15 μm，以保证细胞停留在 U 型陷阱中并诱导其微小变形。▲图1 单细胞连续捕获、弹性测量和可寻址打印系统。(A)微流控芯片连接到压力泵，将单细胞精确分配到孔板中；(B)通过调节打印压力(Po)捕获(Pi-Po0)和释放(Pi-Po0)单个细胞的机制；(C)用于捕获和分离细胞的吮吸通道；(D)用于捕获和分离微球的分流通道。

肿瘤浸润淋巴细胞（Tumour-infiltrating lymphocytes, TIL）具有天然的肿瘤特异性和抗原多样性，因此具有良好的实体肿瘤杀伤能力，其疗效依赖于分选得到的TIL细胞的高效恢复和扩增能力。然而，肿瘤中TIL细胞稀少、有效分离困难，限制了TIL疗法的进一步优化。　　近期，来自西北大学和多伦多大学的研究团队基于微流控技术和免疫磁珠技术研发了新型高通量细胞分选方法，实现TIL的高效识别与分选。研究成果发表于《Nature Biomedical Engineering》，标题为：Efficient recovery of potent tumour-infiltrating lymphocytes through quantitative immunomagnetic cell sorting。研究人员设计了MATIC （magnetic affinity targeting of infiltrating cells）的细胞分选方式，将微流控设备夹在永磁体中间，通过平衡磁力和流体拖拽力，对标记了磁性纳米颗粒的TIL细胞进行分选，实现了每小时处理32亿细胞的高通量，以及90%的捕获效率和95%的分选纯度。与常规细胞分选方法相比，该免疫磁性细胞分选方法可恢复多达30倍数量的TIL细胞，高数量和多活性的TIL细胞加速了TIL细胞扩增，增强了抗肿瘤效果。该分选方法还可识别和分选细胞亚群，在小鼠结肠癌细胞（MC-38）模型中，研究人员基于膜外三磷酸腺苷二磷酸水解酶-1（CD39）表达程度，对TIL细胞进行了进一步的分选，研究证明TIL细胞中CD39中等表达亚群具有最佳的肿瘤治疗效果。　　研究为增强TIL疗法的治疗效果提供了新的方法和思路，但是否普遍存在TIL细胞中CD39中等表达亚群具有更高抗肿瘤效果的现象，还需在更多模型和样本中深入验证。 　　注：此研究成果摘自《Nature Biomedical Engineering》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。　　原文链接：https://doi.org/10.1038/s41551-021-00820-y

p　　华中科技大学科研团队揭示了肿瘤微环境中肿瘤细胞与免疫细胞相互调节机制。《临床研究杂志》近日在线发表了该成果。/pp　　近年来，随着肿瘤免疫治疗，特别是Car-T细胞免疫治疗技术和免疫节点治疗在临床上的成功，深入研究肿瘤微环境对免疫细胞功能的调节机制具有重要的基础研究意义。/pp　　华中科技大学基础医学院免疫学系杨想平团队的研究发现，在小鼠模型中，皮下移植的肿瘤细胞在小鼠中生长更快，尾静脉注射的肺腺癌肿瘤细胞向肺转移结节在小鼠中明显增多，血管增多，巨噬细胞向促肿瘤表型极化增强。/pp　　杨想平团队和病理系王国平团队合作发现，在人的临床肺腺癌患者组织中，肿瘤细胞能通过其代谢产物调控巨噬细胞囊泡水解酶表达，从而使肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤微环境中编程重组为促进肿瘤生长的免疫细胞。/pp　　该研究还发现囊泡水解酶表达高低可作为肺腺癌重要的预后标志，因此具有重要的临床意义。/pp/p

2022细胞产业大会2022 第八届（上海）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛大会介绍：近年来，现代生命科学与生物技术取得了一系列重要进展和重大突破，尤其是以干细胞、免疫细胞为核心的细胞治疗技术更是迅猛发展，在多种难治性疾病的临床研究上获得了许多成绩，在未来展现出了巨大的应用前景.细胞治疗受到前所未有的重视，国家和地方层面也密集出台相关政策，支持干细胞、免疫细胞研究的发展。2009年单细胞测序技术强势问世，发展至今，单细胞测序技术已经在肿瘤、临床诊断、免疫学、微生物学、神经科学等领域占有重要的应用地位，是目前研究和应用的焦点。研究范围也不再只是基因组、转录组学，而扩展到了表观基因组、空间转录组学、代谢组、免疫组、蛋白组谱系。这些“多组学”技术允许研究人员更仔细地观察细胞之间的异质性，更清楚地识别特定细胞及其功能。细胞与基因治疗改变了人类治疗遗传疾病和疑难杂症的方式，并正在撬动整个制药生态圈。在各种适应症需求的推动下，细胞与基因治疗快速发展，多种细胞免疫疗法、干细胞疗法、基于腺相关病毒及慢病毒载体的基因疗法相继问世，为复发难治性肿瘤及严重的基因遗传缺陷类疾病提供了重要的治疗选择。随着CAR-T免疫细胞疗法在国际以及国内获批上市，细胞和基因疗法进入了全新的赛道，整个行业进入了技术突破和产业化的快速演进。细胞产业大会已成功举办七届，经过不断探索、发展、积累与沉淀，已成长为国内细胞行业的一大盛会。随着社会的进步，科技的蓬勃发展，人类对生命质量和预期寿命也有了更高的期望。拥有一个健康、幸福、快乐的生命周期是每一个人的梦想。细胞治疗是近几年兴起的疾病治疗新技术，二十一世纪将是细胞治疗发挥重要作用的新时代。2022细胞产业大会 2022第八届（上海）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛将于4月在上海举办，本次峰会紧密围绕政策规范、监管、工艺与产业化进展、干细胞临床前研究与临床应用转化、干细胞存储与治疗、肿瘤免疫治疗、细胞与基因治疗、通用型CAR-T细胞治疗、单细胞多组学、单细胞测序、细胞外囊泡分离及检测、3D细胞培养与类器官、基因治疗及溶瘤病毒、实体瘤治疗及药物开发、临床研究与治疗进展等话题，特邀来自国家药品审评监管机构、科研院所、医疗机构、创新药企、生物治疗、生物技术和服务企业、产业链上下游企业、产业园区、投资机构、行业协会等多位权威专家与产业先锋进行分享交流及产品展示。组委会竭诚搭建优质对话合作平台，诚邀您四月上海相聚，共襄盛会！谁来赞助：干细胞存储、干细胞治疗、肿瘤免疫治疗、CAR-T/TCR-T细胞治疗、通用型CAR-T细胞免疫治疗、γδT细胞、细胞与基因治疗、实体瘤再生医学、循环肿瘤细胞临床应用、单细胞测序、单细胞技术、时空转录组学及多组学技术、流式细胞术、细胞外囊泡分离及检测、溶瘤病毒、腺相关病毒（AAV）、基因载体、慢病毒、腺病毒、细胞治疗产品注册与申报、细胞3D培养、类器官培养、生物3D打印机、3D细胞成像、mRNA疫苗/药物研发、创新药研发、PD-1/L1药物、早筛早诊、肿瘤的转移和复发监测、肿瘤的分子靶向治疗、外泌体临床研究与疾病治疗、靶向用药、NGS技术引领下的基因组科学与技术、数字PCR、质谱、PCR衍生技术、精准医疗产业化进程、分子诊断、基因治疗、核酸药物、基因测序、液体活检及肿瘤早筛、肿瘤全周期、肿瘤临床治疗、基因组学、生物标志物、转化医学、生物制品、无血清培养基、试剂、仪器、耗材、CRO、CMO、CDMO、生物信息大数据、AI辅助诊断、体外诊断、抗体、MALBAC技术、Crispr/Cas9和基因编辑技术、实验室管理与控制、临床应用与研究、肿瘤用药基因检测、政策监管、组学大数据、产业集群。谁将参与：全国各大医院的院长、医院管理者、肿瘤内科、肿瘤外科、生物治疗科、血液科、病理科、辅助生殖科、检验科等各科室主任医师、副主任医师、主治医生及从相关领域研究的专家、科研人员、医药企业等；科研院所、生物医药企业、技术服务代理商及投资机构、临床医生等；知名高校的教授、研究员、副研究员及生命科学专业、药学专业、医学专业、免疫学专业等；细胞及肿瘤抗体免疫治疗上游供应商、诊断试剂及设备服务商、技术与设备仪器提供商、IT大数据解决方案提供商等；基因治疗、基因编辑、基因测序、基因检测公司、生物技术公司研发人员等技术人员、研发总监等；精准医疗方面的机构、企业、细胞存储与治疗上、中、下游产业链的企业以及CRO、CMO等；CEO及药厂研发负责人：抗体免疫治疗药物研发、免疫细胞治疗及制品开发、溶瘤病毒、治疗性疫苗、小分子免疫治疗药物、细胞治疗与再生医学领域的专家、临床研究人员、从业医师、研究生以及细胞治疗与再生医学领域的医疗用品科研人员与厂商等；政府机构与代表、产业园区、招商局、投资孵化机构、咨询与培训机构、银行、律师、知识产权、证券公司等。拟邀嘉宾（具体依会议当天为准）：讨论议题（最终议题以现场为准）：干细胞临床研究与转化应用峰会干细胞临床前研究与临床应用转化干细胞治疗技术与临床研究干细胞与免疫细胞临床研究的制剂质量评价干细胞治疗质量控制管理的现状与未来干细胞与类器官研究干细胞外泌体的应用干细胞与再生医学间充质干细胞外囊泡治疗难治性疾病新型干细胞治疗新冠肺炎肿瘤免疫治疗产业转化领袖峰会细胞免疫治疗研发突破与商业化进程通用型CAR-T细胞免疫治疗细胞免疫治疗质量控制&产业化细胞治疗药物研发与商业化生产细胞治疗产品开发与工艺优化TIL细胞在实体瘤治疗中的技术挑战与发展趋势iPSC来源的CAR先天性免疫细胞及其在肿瘤免疫细胞治疗中的应用细胞外囊泡的多组学研究细胞外囊泡RNA组分解析及其应用外泌体技术的开发与临床转化单细胞多组学研究与临床应用峰会单细胞多组学研究与临床应用单细胞转录组技术致力于大脑发育及神经干细胞调控的研究单细胞多组学科学创新前沿及最新技术单细胞空间组学的开发与应用进展单细胞技术助力精准医学研究单细胞组学研究技术在肿瘤免疫与个性化治疗中的应用单细胞技术在肿瘤微环境及肿瘤细胞异质性探究中的应用单细胞测序结合多组学技术的应用细胞与基因治疗前沿技术应用峰会细胞及基因治疗的临床研究与产业转化细胞与基因治疗的国内外最新研究进展细胞与基因治疗CDMO基因治疗及溶瘤病毒产品的开发AAV基因治疗药物大规模生产工艺研究及成本控制基因治疗GMP病毒载体规模化生产基因工程化外泌体用于肿瘤靶向治疗的研究溶瘤病毒及RNA疗法3D细胞培养与类器官临床应用峰会3D细胞培养与类器官前沿进展3D类器官培养技术发展及其应用类器官基础研究与技术开发类器官临床医学研究与应用类器官药物筛选与生物制造类器官技术的科研应用和临床转化类器官在肿瘤精准医学研究中的应用类器官在伴随诊断和新药研发中的应用和进展微流控器官芯片在精准医疗及药物研发中的应用往届回顾：2021细胞产业大会 2021第六届（上海）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛伴随着为期两天的会议和三天的展览于4月25日在上海展览中心（上海市静安区延安中路1000号）拉下帷幕！本次大会集聚60+行业大咖到场分享精彩演讲，现场参观参会人数高达1800多人，共有100多家优质展商和60多家行业媒体列席，呈现出一场学术与产业紧密交融的盛宴。2021细胞产业大会 2021第七届（深圳）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛伴随着为期两天的会议和展览于10月27日在深圳会展中心落下帷幕！疫情特殊时期，本次大会采用了“线上（约12万人观看）+线下（600多人参加）”相结合的方式同步进行的，专家们以专业的视角分享行业动态，以战略的眼光探讨产业发展，共商细胞治疗、基因治疗及肿瘤精准诊疗的未来发展之路！合作媒体：活动预告：2022细胞产业大会2022第九届（深圳）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛时间：2022年8月地点：深圳2022细胞产业大会2022第十届（武汉）细胞与肿瘤精准医疗高峰论坛时间：2022年11月地点：武汉赞助/参展/参会：论坛组委会上海顺展展览服务有限公司联系人：王 强 183 0175 7884微 信：18301757884邮 箱：wangqiang@shunzhanexpo.com

仪器信息网讯 金秋九月，两年一度的行业盛会，第十九届分析测试学术报告会暨展览会（简称：BCEIA 2021）于2021年9月27-29日在北京中国国际展览中心（天竺新馆）召开。作为BCEIA的重要组成部分，9月28日，由中国分析测试协会和清华大学化学系联合举办的第三届微流控细胞分析学术报告会在中国国际展览中心天竺新馆召开，旨在为从事相关领域专家学者、科研人员等提供多学科交叉学术交流平台，展示微流控细胞分析领域的最新科研成果。会议当天参会人员逾百人，现场座无虚席。 开幕式现场清华大学化学系林金明教授致辞会议首日，共有10余位专家分别作精彩主题报告：报告人：东北大学 王建华教授 报告题目：《等离子体质谱（单）细胞分析研究》王建华教授介绍了基于等离子体质谱（ICP-MS）的单细胞分析研究。基于流式进样，用时间分辩ICP-MS分析单细胞中微量铬，发现细胞铬浓度与培养液中Cr(III)或Cr(VI)密切关联。三维微交叉液滴发生与ICP-MS联用，使多细胞事件概率小于0.005%，发现MCF-7细胞摄取金纳米粒子时存在明显异质性。利用平面和三维螺旋通道-惯性流辅助单细胞操控，实现高通量单细胞进样，结合ICP-MS分析单细胞对金属纳米粒子的摄取及分布。结合核酸适配体修饰的金纳米粒子与肿瘤细胞表达的biomarker蛋白的相互作用，可检测单个循环肿瘤细胞。报告人：复旦大学 刘宝红教授报告题目：《基于微流控芯片的单细胞检测》刘宝红教授介绍了一系列单细胞单分子成像技术。在生物体内，细胞生活在复杂的微环境中，细胞通过感知周围微环境的变化而调节自身行为和功能，从而影响细胞的形态、基因表达、蛋白质水平和定位，因此，需要发展微纳尺度的微环境模拟和测量方法。在这些变化过程中，蛋白质及其微环境中分泌的特异性生物分子的差异表达起到了关键的作用。该课题组发展了一系列单细胞单分子成像技术，实现了对细胞内外代谢小分子、miRNA、蛋白质等的成像与监测；研究了在微纳限域条件下细胞及其关键生物分子的高灵敏度测量。报告人：上海交通大学医学院分子研究院 张鹏研究员（代厦门大学 杨朝勇教授） 报告题目：《单细胞精准捕获与测序》张鹏教授介绍了该课题组在开发高通量单细胞捕获和分析研究的进展。张鹏教授介绍了利用分子凝胶，实现适体文库三维结构精确调控；利用焓变驱动筛选，提高适体环境适应性。应用机器辅助学习，提高筛选效率。提出协同捕获策略，构筑系列仿生多价和刺激影响界面，实现临床外周血样品CTC高效捕获，开发了无创肿瘤筛查试剂盒。报告人：西安交通大学 赵永席教授报告题目：《单细胞核酸扩增分析》赵永席教授介绍了该课题组在单细胞核酸扩增分析工作进展。核酸是携带遗传信息的重要物质，参与细胞生长、发育、增殖等基本过程。系统分析胞内的核酸序列、碱基修饰以及空间邻近关系等多层次特征，是理解细胞状态、探索生命过程的基础。此次报告将围绕细胞内核酸种类多、同源序列差异小、碱基修饰结构相似、空间邻近距离小所导致的分析检测难题，发展DNA编码扩增分析方法，实现核酸的精准识别与高灵敏定量分析，在单细胞水平解析生命过程与疾病进程中的核酸信息。报告人：中科院大连化学物理研究所 陆瑶研究员报告题目：《基于微流控芯片的单细胞分泌分析技术研究》陆瑶研究员介绍了该课题组在基于微流控芯片的单细胞分泌分析技术研究工作进展。在单细胞水平对这一小部分细胞分泌的生物分子信号实现高灵敏的检测，不仅有助于更清晰认识这些细胞的状态、个体之间的差异/联系等群体细胞研究方法无法分辨的信息，也将有助于发现细胞分泌的异常及其与疾病、药物反应的关系。该课题组利用条形码微流控芯片围绕单细胞分泌谱多组学分析、单细胞分泌谱动态分析、单细胞仿生微环境构建及单细胞操控等方面开展研究，加深了对细胞分泌、通讯异质性规律的认识，并有望为稀有细胞分析等应用提供技术支持。报告人：华中科技大学 刘笔锋教授报告题目：《微流控芯片高通量单细胞分析新方法》刘笔锋教授介绍了该课题组在微流控芯片高通量单细胞分析新方法开发工作进展。单细胞分析是当前分析化学研究的热点，对于揭示细胞异质性及其机制具有重要科学意义，在肿瘤、神经科学、发育生物学和精准医学等领域具有重大应用。刘笔锋重点介绍基于微流控芯片的单细胞分析新技术，聚焦如何实现高通量单细胞分析，包括单细胞水平的化学灌流刺激、药物评价和微生物筛选与分选等及其在生物医学与环境中的应用。报告人：深圳大学 张学记教授报告题目：《微流控芯片细胞多维度分析》张学记教授介绍3D打印技术快速制备可拆卸的微流控装置用于重构肿瘤微环境，该方法极大的便利了以无标记的方式对细胞进行分析和测定。报告人：清华大学 何彦教授 报告题目：《单个纳米颗粒细胞摄取的动态过程分析》何彦教授采用单颗粒暗场成像技术，系统地分析了等离子激元金纳米棒 (AuNR) 在不同条件下的内吞动力学，为细胞摄取纳米颗粒提供了完整的物理图像，为纳米毒性和精准纳米医学的进一步发展提供了重要参考。报告人：国家纳米科学中心 孙佳姝研究员报告题目：《基于微纳传感技术的肿瘤液体活检》孙佳姝研究员介绍了细胞外囊泡作为生物标志物在疾病诊断方面的应用。孙佳姝课题组开发了快速、灵敏、低成本微流控热泳适体传感器与机器学习算法相结合，提高了对乳腺癌和前列腺癌的精准检测，该方法为无创活检提供了新思路。报告人：武汉大学 赵兴中教授 报告题目：《从循环肿瘤细胞到有核红细胞》外周血中的稀有细胞对作为精准医疗的前提和基础的精准诊断，具有不可替代的作用。赵兴忠教授就循环肿瘤细胞和核红细胞这两种外周血稀有细胞的研究进展做了报告。报告人：哈尔滨工业大学 朱永刚教授 报告题目：《细胞代谢物的微流控检测》朱永刚教授介绍了用于检测细胞代谢物(如葡萄糖和乳酸)的微流控装置，并且介绍了基于液滴技术的单细胞蛋白质分析的发展现状。报告人：北京工商大学 林玲教授 报告题目：《3D微流控肿瘤微环境用于细胞代谢产物的研究》林玲教授介绍了基于微流控技术构建的3D细胞共培养模型以及3D肿瘤微环境模型，并介绍了这些模型在药物诱导以及代谢检测等方面的应用。报告人：岛津（中国）公司 韩美英博士 报告题目：《微流控芯片质谱联用细胞分析仪器的研制与应用》韩美英博士详尽介绍了岛津公司和清华大学林金明教授研发的CELLENT CM-MS微流控芯片质谱联用仪的功能、特点。CM-MS能够更准确地反映生物的真实状态，可为细胞代谢研究、药物代谢研究、疾病机理研究等领域提供强大有效的实验工具。随后，来自海南大学的周诗正分享了题目为《基于深度学习神经网络的图像激活微流控微藻细胞检测系统》的口头报告。至此，第三届微流控细胞分析学术报告会第一天日程圆满落幕，会议受到了众多学者嘉宾以及参会人员的一致热烈反响。期待明日精彩报告继续！会议现场座无虚席参会者踊跃提问本文涵盖了9月28日当天第三届微流控细胞分析学术报告会报告的部分精彩内容，而为期两天的报告会还将继续在会场二楼的E203会议室内进行，欢迎持续关注。

与传统的CTC（循环肿瘤细胞）检测技术不同，针对CTC捕获效率低的技术瓶颈，开发了基于糖代谢差异的全新靶点，设计仿生多功能纳米探针，通过非抗体依赖的方法磁富集肿瘤细胞，独创了新型循环肿瘤细胞检测纳米技术（即PETCTC®技术），使CTC捕获效率提升10倍多。这是由同济大学医学院陈炳地博士及其团队，历时十余年研发与临床验证，全球首创的新型循环细胞检测纳米技术，引领了液体活检CTC（循环肿瘤细胞）检测的新突破。自2010年进入该领域以来，陈炳地带领团队从基础研究出发展开了产业化探索，成立了致慧医疗，努力使科研成果转化落地。这项PETCTC®技术无须生物标记物，采用非抗体依赖原理，适用于多种癌症类型，可以保证捕获循环肿瘤细胞的活性，并且使检测结果可视化，供病理医生进行“金标准”诊断。同时，这项技术已在中国生物医学工程学会正式立项团体标准并即将发布，为建立癌细胞检测与鉴定的国际金标准迈出坚实的一步。PETCTC®技术属于医工交叉创新领域，可以有效带动生物、医药、新材料、医疗器械、大健康、大数据等相关产业的发展，同时也能够为全国人民的健康保驾护航。作为同济大学科技成果转化项目，致慧医疗还成功自主研发、自主生产了设备和试剂，一并亮相今年第二十三届工博会高校展区同济大学展台。液体活检是目前肿瘤早筛和治疗的关键技术。液体活检CTC技术也经历多次技术变迁，PETCTC开创了“第5代CTC富集PET技术”。PETCTC循环肿瘤细胞（CTC）检测是本土自研技术，创新研发的无标记纳米捕手可实现对外周血中不同分型异常循环异常细胞的特异高效捕获，并富集量化。本技术已经过多中心临床验证，技术总的灵敏度与特异度都达到了90%以上，临床样本涵盖了肺癌、肝癌、结直肠癌、乳腺癌、胃癌等多个常见癌种，包含了Ⅰ-Ⅳ的不同分期类型。2016年，陈炳地团队立足以往抗癌新疗法的可行性研究，发现几乎所有有代谢活性的癌细胞，都具有超高度使用葡萄糖且通过无氧酵解产能等特点。而由此产生的癌细胞表面生理特性的特殊变化，是导致癌细胞与正常细胞存在显著差异的关键。基于该广谱性的特异性变化，并依托团队多年开发成熟的合成多功能纳米材料的技术平台，陈炳地成功设计出全新的多功能纳米探针。经过大量系统性细胞学实验验证，该纳米探针对不同种类的癌细胞都有超高效的特异性的吸附力，同时又有极强的富集作用、细胞荧光成像及量化能力，为循环肿瘤细胞检测纳米技术（即PETCTC技术）的诞生提供了有力支撑。“将来，我们希望能通过早筛查、早诊断，帮助患者更快确定治疗癌症的方法。在治疗结束后的长期康复中，我们计划通过精准的营养管理指导肿瘤病患进行长期的营养康复。”陈炳地说，这样就有可能把肿瘤变成“慢病管理”模式，即早发现、早干预、早治疗，长期跟踪康复，做成一个“检诊治养”的闭环，当好抗癌卫士。

分享：基因编辑技术能否有助于将细胞疗法用于治疗实体瘤？珀金埃尔默旗下Horizon Discovery的乔纳森弗兰普顿 (Jonathan Frampton) 在给Laboratory News的一篇撰文中，介绍了如何利用碱基编辑技术来降低当前昂贵的治疗成本，使其成为治疗癌症的主流方法。开发同种异体细胞疗法还需解决一些挑战，包括如何避免破坏患者的免疫系统。目前有两种有效的细胞疗法能治疗“液体肿瘤”（白血病和淋巴瘤）。诺华研发的Kymriah和吉利德科学研发的Yescarta两种药物使用的细胞均属于嵌合抗原受体(CAR) T细胞——两者最初均表现出高反应率，这种高反应率会在部分患者中形成持久的临床反应。虽然这些疗法的前期效果良好，但如何让下一代细胞疗法能够有效治疗实体瘤，仍面临不少问题。2019年，美国新增约176,000名液体肿瘤患者，而实体瘤新增患者约为160万（几乎增长10倍）。此外，由于Kymriah和Yescarta 均属于自体疗法（使用患者体内的细胞用于药物生产），这种个体的治疗成本很高，分别为475,000美元（Kymriah）和373,000美元（Yescarta），这远远超出了大众可以承受的医疗预算范围。相比之下，如使用一般抗癌药物，患者每月的花费约为10,000 美元。这种情况下，需要作出哪些改变，才能让细胞疗法成为治疗癌症的主要方法呢？基因编辑技术—能否将细胞疗法用于治疗实体瘤？尽管细胞疗法是一种复杂的癌症治疗形式，但它可以直接靶向液体肿瘤。细胞疗法可以通过血液进入白血病和淋巴瘤细胞，从而不需要靶向特定的组织或器官，也无需在杂乱无章的毛细血管网络中进行导航以及长时间驻留在免疫抑制和缺氧的实体瘤微环境中。人们普遍认为，需要进一步完善细胞疗法才能应对和克服这些挑战，从而提高患者的生存率。 避免出现脱靶染色体易位要增加存活率、增殖率和持久性，需要精确调节治疗细胞，这可能涉及对多个基因进行编辑。虽然普遍使用的基因编辑器CRISPR-Cas 在改变单个遗传信息时具有很强的稳健性，但这一过程会使得DNA双链产生断裂 (DSB) ，导致细胞出现脱靶染色体易位。借助单编辑或双编辑技术，在正确的指引和谨慎使用下，就很少会出现遗传信息的改变；不过，如需要编辑多个基因，产生染色体易位和其他遗传畸变的风险就会增加，这种风险可能会引起致癌细胞的产生，对于患者来说这无疑是一种潜在的灾难。在需要对一个或两个基因进行编辑，如果可以精确地识别出用于患者治疗的已编辑过细胞，就可避免易位现象。然而，当需要编辑的细胞较多时，很难精确识别已编辑细胞，进而导致致癌易位风险的增加。碱基编辑器：避免出现双链断裂碱基编辑作为基因编辑领域一项相对较新的技术，正在受到人们的关注。碱基编辑器可以在不使用核酸酶来导入DNA 双链断裂的情况下，持续高效地在原代细胞中进行基因编辑。利用碱基编辑在DNA中形成一个缺口（或单链断裂）并借助脱氨酶改变特定的碱基对，这样就可以通过在早期编码外显子中引入终止密码子来实现高效的基因敲除。未来几年，碱基编辑会对细胞疗法的发展产生更明显的影响，尤其是对同种异体细胞、非自体细胞治疗的发展的影响。通用型同种异体细胞疗法？借助同种异体细胞疗法，可以将健康供体转换为通用型治疗细胞，可以大规模生产治疗细胞并集中储存，在治疗需要时可以随时获取。但要开发同种异体细胞疗法会面临一些挑战，包括如何才能避免破坏患者的免疫系统。为了克服这个问题，就必须改造现行的同种异体细胞疗法，使其具有隐身模式，在这种模式下，患者的免疫系统将它视为“自我”的一部分。要开发出这样的细胞，需要修改多个基因，而且这些基因很可能会被敲除。碱基编辑器将在编辑多个基因方面发挥关键作用，这样能够在不使用免疫抑制药物的情况下，延长同种异体治疗细胞在患者体内的存活时间。同种异体细胞疗法的供应链简单、易大规模生产，成本上比自体细胞疗法更低。相关医疗经济研究结果表明，如果能够实现规模经济，同种异体细胞疗法的费用可以降到每剂7500美元，毫无疑问这将有助于进一步推广细胞疗法，使其成为主流疗法。推广细胞疗法持久临床反应的高效细胞疗法是另一个可以实现的目标。它需要将免疫细胞的疗法在治疗液体肿瘤中的成功经验转应用于治疗实体瘤，它需要修改免疫细胞，使其能够适应更为复杂的实体瘤微环境，同时降低此类疗法的成本。这两个目标都可以通过应用高效的基因编辑技术开发同种异体细胞疗法来实现。目前人们正利用CRISPR-Cas进行细胞开发，随着安全性不断提高，未来的同种异体细胞疗法利用碱基编辑器来改变基因信息，将为真正的细胞疗法治疗肿瘤带来雨霖。作者: Jonathan Frampton，珀金埃尔默旗下Horizon Discovery业务发展合伙人（Corporate Development Partner）

精准医疗当下最大的应用领域当属肿瘤的精准医疗，而由于肿瘤复杂的发病机制和巨大的个体差异，导致肿瘤的治疗效率特别低。所以肿瘤的精准诊断是实现肿瘤精准治疗的基础。随着技术发展和进步，多种创新型诊断技术开始出现，新型诊断技术将逐渐替代原有技术成为肿瘤诊断的首选，将极大助力精准医疗，造福广大肿瘤患者。为促进肿瘤精准诊断技术研究及应用进展交流，仪器信息网网络讲堂联合中国微循环学会转化医学专业委员会将于2022年7月22日举办“肿瘤精准诊断前沿技术”网络研讨会，为肿瘤精准诊断研究领域的专家学者搭建沟通和交流的平台。主办单位：仪器信息网&中国微循环学会转化医学专业委员会大会亮点：1. 专家从高校到医院，主题从科研到临床全覆盖2. 多种最新技术、手段全囊括会议日程时间报告题目及嘉宾09:3010:00肿瘤的精准诊断温文(中国医科大学附属盛京医院 副教授)10:0010:30空间组学技术在肿瘤诊断方面的应用探索李鹏飞(布鲁克 质谱成像应用主管)10:3011:00近红外二区荧光小分子探针及生物分析孙耀(华中师范大学 教授)11:0011:30肺结节、早期肺癌临床实践探讨传奇2谭先华(武汉市第五医院 副主任)午休14:0014:30精准医学----肿瘤风险评估及预后工具研发和临床应用研究郭向前(河南大学 副院长/教授)14:3015:00激光捕获显微切割系统在肿瘤微基因组学的应用杨欣桦(赛默飞世尔科技 基因科学事业部 技术与产品管理经理)15:0015:30高性能磁共振成像造影剂的设计及肿瘤诊疗应用研究赵征寰(重庆医科大学 教授)15:3016:00循环肿瘤细胞体内捕获技术及应用王卿卿(河北德路通生物科技有限公司 研发总监)点击二维码即可报名，免费参会！

肿瘤微环境（TME）影响患者对免疫治疗的响应度。携带大量生物活性分子的细胞外囊泡（EVs）可以在细胞间传递信号并重塑 TME。因此，在制定抗肿瘤治疗策略时，应综合考虑 EVs、TME 和免疫细胞之间复杂的相互作用。2022年5月，上海交通大学医学院附属第九人民医院陈万涛/严明团队，在Journal of Extracellular Vesicles（IF=26）在线发表题为“CD73 in small extracellular vesicles derived from HNSCC defines tumour-associated immunosuppression mediated by macrophages in the microenvironment”的研究论文，该研究表明头颈鳞癌细胞来源的小细胞外囊泡（sEVs）运载的 CD73 可以重塑 TME 并促进肿瘤进展、介导免疫逃逸。研究内容解析【1】 HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73从原代培养的头颈鳞癌（HNSCC）细胞及配对正常黏膜细胞上清中分离 sEVs。蛋白组学分析显示，与正常黏膜细胞相比，HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73（图 f-h）。图1 | HNSCC 细胞来源的 sEVs 中高表达 CD73【2】HNSCC 源 sEVs-CD73 被巨噬细胞内化以促进 HNSCC 进展CD73 是由 NT5E 基因所编码的一种膜结合形式的外核苷酸。TCGA 数据分析表明，NT5E 基因在包括 HNSCC 在内的多种肿瘤中高表达，并且与 HNSCC 患者较低的总体生存率密切相关。免疫组化结果显示，CD73 在 HNSCC 肿瘤组织中高表达，并且与患者不良预后和高淋巴结转移率相关。免疫浸润分析表明，NT5E 表达与巨噬细胞密切相关（图 c），免疫荧光结果也表明 CD73 与巨噬细胞共定位（图 d-e）。进一步分析显示，高 NT5E 表达、高巨噬细胞浸润的 HNSCC 患者总体生存率最低（图 f）。图2 | sEVs 中的 CD73 与肿瘤相关巨噬细胞和 HNSCC 恶性进展密切相关小鼠移植瘤注射 sEVsCD73，结果显示 sEVsCD73 主要与巨噬细胞共定位（图 h-i），表明 sEVsCD73 被巨噬细胞吞噬。同时体内实验结果表明（图 j-n），肿瘤细胞来源的 sEVs 可以重塑引流淋巴结微环境，形成利于肿瘤转移的转移前微环境，sEVs 携带的 CD73在这一过程中发挥重要作用。【3】sEVs 通过 CD73 调节巨噬细胞介导的免疫抑制与对照相比，与肿瘤细胞共培养的巨噬细胞中 CD73 表达水平上升（图 b）；而与 RAB27A 敲除以抑制 sEVs 释放的细胞共培养的巨噬细胞相比，其 CD73 含量与正常对照组相当（图 b），表明 CD73 主要通过 sEVs 运输。sEVs 中 CD73 的水平会影响 CD73+ 巨噬细胞的比例，使其随着共培养体系中 sEVsCD73 的累积而增加。当 sEVsCD73 被巨噬细胞内化后，其吞噬作用明显增强（图 c），同时分泌促癌炎性细胞因子 IL6、IL10、TNFα、TGFβ 能力显著增加（图 e-f），预示 CD73+ 巨噬细胞具有更强的促瘤作用。流式分析显示（图 h），sEVsCD73 使巨噬细胞免疫检查点（PD-1，PD-L1，LAG3等）表达上调，表明 CD73+ 巨噬细胞可发挥更强的免疫抑制能力。图3 | HNSCC 细胞源 sEVs 中 CD73 对巨噬细胞功能的影响【4】sEVs 中的 CD73 在体内促进免疫逃逸并促进肿瘤进展接下来评估 sEVsCD73在介导体内免疫抑制和肿瘤进展中的作用。与对照组相比，Rab27a 敲除组（SCC7Rab27aKO）的小鼠肿瘤生长速度慢、肿瘤偏小，表明 sEVs 可促进肿瘤进展。然而，注射外源性中高表达的 CD73 的 sEVs（sEVsSCC7-Nt5eOE 和 sEVsSCC7）则会显著促进肿瘤的发展，但 NT5E 敲除的 sEVsSCC7-NT5EKO并没有此作用（图 b-d）。结果表明 sEVsCD73 在 HNSCC 的进展中具有重要的作用。同时，流式分析显示，sEVsCD73 可招募巨噬细胞、Tregs 细胞，而 CD8+ T 细胞浸润数目减少。此外，在瘤内注射了含 CD73 的 sEVs 后，这些免疫细胞尤其是巨噬细胞表面 CD73、PD-1 的表达水平均有所增加。该体内实验结果提示，sEVsCD73 可诱导免疫抑制，从而促进肿瘤细胞免疫逃逸。图4 | sEVs 中敲除 CD73 可拯救免疫抑制并抑制了体内肿瘤生长【5】携带 CD73 的 sEVs 通过激活 NF-κB 通路调节巨噬细胞功能对经过 HNSCC 源 sEVs 处理的 M2 巨噬细胞进行转录组测序。利用韦恩图分析M2+HNSCC 源 sEVs（M2+sEVs）相对于对照组 M2 上调的基因，以及 M2+CD73 敲除的 HNSCC 源 sEVs（M2+sEVsNT5EKO）相对于 M2+sEVs 下调的基因。通过对两组差异基因取交集，筛选出了共 143 个可能受到 sEVsCD73 调控的候选下游基因（图 a），而 NFκB1 是与这些差异表达基因最为相关的转录因子（图 b），富集分析也显示 NF-κB 通路富集最为显著（图 c）。进一步实验显示，sEVsCD73 可以显著促进 p65 在巨噬细胞细胞核内积聚（图 f），激活NF-κB 通路，并促进下游基因转录。图5 | sEVs 中 CD73 通过 NF-κB 通路调节巨噬细胞的免疫功能【6】sEVsCD73 是抗 PD-1 治疗潜在的检查点和治疗靶点从 HNSCC 患者血清中分离 sEVs，ELISA 检测显示其 CD73 含量高于健康人血清 sEVs（图 a-c）。并且高水平的循环 sEVsCD73 可能预示着更高的淋巴结转移率和更大的肿瘤大小（图 d）。为研究 sEVsCD73 在抗 PD-1 治疗中的作用，通过体内实验进一步评估 sEVsCD73 敲除联合抗 PD-1 药物对小鼠头颈鳞癌的治疗作用。当 sEVs 中 CD73 敲除时，PD-1抗体的治疗效果发生明显的改善（图 f-h）。将瘤组织取出并进行流式分析，在接受抗 PD-1 药物后，巨噬细胞、Tregs 细胞的浸润数量有所下降，CD8+T 细胞的数目增加。同时，免疫细胞表面的 CD73 和 PD-1 表达下降，说明免疫抑制的现象有所缓解。这一现象在 RAB27aKO+anti-PD-1 组最为显著，说明抑制肿瘤细胞的 sEVs 释放会提高抗 PD-1 逆转免疫抑制的效率。然而在加入外源性的 sEVsCD73 后，巨噬细胞、Tregs 细胞的浸润数量明显上升，CD8+T 细胞的数目减少。此外，免疫细胞表面的 CD73和 PD-1 表达上升，表明 sEVs CD73 显著抑制了抗 PD-1 药物对免疫应答的重激活作用。以上结果表明，肿瘤细胞源 sEVs 携带 CD73 通过 TAM 介导免疫抑制并减弱抗 PD-1 的治疗效果。sEVsCD73 可用于预测 HNSCC 的转移，是潜在的 HNSCC 抗 PD-1 治疗的联合免疫治疗靶点。图6 | sEVsCD73 可减弱抗 PD-1 治疗敏感性原文链接：https://doi.org/10.1002/jev2.12218

恭贺艾森生物RTCA技术获得美国“肿瘤细胞免疫疗法”之父卡尔朱恩（Carl June ）团队高度评价 肿瘤细胞免疫疗法是当今最有希望治愈癌症的治疗手段,由美国科学院院士、宾夕法尼亚大学教授卡尔?朱恩在全球最先成功运用于病人的治疗。日前，宾夕法尼亚大学卡尔实验室撰文，高度评价由艾森生物自主研发的实时细胞分析系统（xCELLigence Real Time Cell Analyzer，RTCA）即艾森生物RTCA技术，在临床评价肿瘤细胞免疫治疗的关键CAR T细胞对肿瘤细胞杀伤活性方面的价值。 昊诺斯作为艾森生物独家授权的区域代理商，为艾森生物能拥有这样先进的技术感到骄傲，并对艾森生物RTCA技术获得美国“肿瘤细胞免疫疗法”之父卡尔朱恩（Carl June ）团队高度评价表示祝贺，昊诺斯也一直致力于把这种艾森生物RTCA技术、相关产品介绍给自己的用户，希望大家受益。 肿瘤细胞免疫疗法作为近年来国际上最热门的新型细胞疗法，其基本原理就是利用病人自身的T细胞进行基因改造，成为嵌合抗原受体T细胞（简称CAR T细胞），以此对肿瘤细胞进行高度靶向性的精准治疗，并可能成为最终治愈肿瘤的手段。然而，对CAR T细胞的肿瘤杀伤作用，目前全球没有一个成熟的评价系统和标准，这是目前肿瘤细胞免疫治疗急需攻破的难关。 例如，为监测关键细胞——CAR T细胞对肿瘤细胞的总体杀伤活性，治疗者需要对治疗性T细胞在应用于病人治疗前进行快速评估。卡尔实验室运用艾森生物RTCA技术发现，该艾森生物RTCA技术可揭示不同肿瘤细胞杀伤的动力学差异，这是其他传统终点检测方法无法实现的。而与其他实时分析技术相比，艾森生物RTCA技术也有更多优势，它仅需很少的细胞进行检测分析，能及时反映组合治疗的动态过程，并可为用于体内研究的治疗性T细胞提供快速活性质控。总之，艾森生物RTCA技术在基因修饰的T细胞活性功能评价、活性动力学特征评估、体外联合治疗的量效和时效评估，以及快速稳定的质控检测等方面，都显示了非常有价值的功能和独特优势。 艾森生物致力于开发具有国际领先水平的细胞自动化分析系统等系列产品，其核心技术及产品实时细胞分析系统，已拥有20多个国际发明专利，并获得中国国家科技型中小企业技术创新奖，产品远销北美、欧洲、亚洲30个国家的近2000家大型医药公司和研究机构，获广泛好评。 值得一提的是，正是基于自身这一核心技术和产品的强大优势，艾森生物新药研发团队运用此技术积极挺进自主创新药的研发，在当今医学界研究和关注的两大热点和难点——治疗肿瘤和自身免疫性疾病的创新药物开发上，均取得了骄人成绩。艾森生物原创新药马来酸艾维替尼（AC010），是国内首个第三代小分子表皮生长因子受体抑制剂，主要用于靶向治疗非小细胞肺癌，已在中国和美国同时进行临床研究，进展顺利。公司首创的另一口服靶向新药AC0058，主要用于治疗系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎，是全新机制小分子化合物，于2015年获美国FDA临床试验批准，即将在美国开展临床研究。 香农?迈克杰蒂甘博士将代表卡尔实验室，于2016年1月25日,参加在美国加州圣地亚哥召开的第八届免疫及免疫监控大会(8th Immunotherapeutics & Immunomonitoring Conference, San Diego, ＣＡ.ＵＳＡ)，专题报告艾森生物RTCA技术在肿瘤细胞免疫治疗中的运用情况。报告综述原文如下：Discovery and Pre-Clinical Evaluations of CAR T Cell Cytotoxic Activity Using the xCELLigence Real Time Cell AnalyzerPresenting Author: Shannon McGettiganAdditional Authors: Yanping Luo, Keisuke Watanabe, John Scholler, Carl H June Research Specialist University of Pennsylvania Cytotoxicity assays are an important characterization in the development of anti-cancer therapeutics. Chromium release assays are considered the gold standard for evaluating lymphocyte cytotoxic activity but requires the burden of using radioactive materials, is time consuming, and is limited to a single time point.our lab and others have developed flow cytometric and luciferase based cytotoxcity assays for screening and evaluating novel therapeutic CAR T cells against a wide range of cancer cell lines and primary tumor however, these can also be time consuming and limited to a single snapshot. In order to monitor the overall killing activity of our CAR T cell therapies as a function of time and more rapidly drive our understandings in early development of therapeutic T cells, we have started to utilize the xCELLigence real time cell analyzer (RTCA). Our studies have compared how measurement of changes in adherent cell’s electrical impedance compares to our standard cytotoxicity measurements by the remaining viable cell numbers in flow based assays or relative changes in luciferase activity. We found that a correlation exists between the platform for measuring cytotoxicity. Real time cellular impedance analysis reveals kinetic differences that cannot be captured practically with conventional fixed end point platforms. We have found that using the xCELLigence platform has many benefits beyond just real time monitoring. The assay requires minimal number of cells which can be retrieved for further analysis, saves time, provides a kinetic readout of combination therapies, and is a quick quality control cytotoxicity assay for therapeutic T cells used in in vivo experiments. Together the xCelligence Real time platform shows valuable utility for screening gene modified T cells cytotoxic function, characterizing the kinetics of their activity, evaluating the dosage and timing of combination therapies in vitro and providing a quick stable platform for quality control of therapeutic T cells.扫码关注昊诺斯微信公众号

一次肿瘤细胞的意外死亡，让一种明星分子浮出水面。日前，在科技成果评价机构组织的鉴定会上，一种独特的免疫蛋白分子引起了评审专家的兴趣。“肿瘤细胞死亡时的照片上，周边有起泡的现象非常有意思。”国家重点研发计划首席科学家、南京大学李朝军教授表示，这个情况和细胞焦亡挺像，值得更进一步的研究和应用。“这种分子是在七鳃鳗的免疫系统中找到的，它能够识别出人体肿瘤细胞，并从外面打孔，让肿瘤细胞死亡。”研发团队带头人、辽宁师范大学原副校长李庆伟教授介绍，目前正利用这种明星分子推动癌症早筛工作。本想向肿瘤细胞学习，却把它杀死了七鳃鳗在地球上已经生活了5.5亿年，被戏称为“僵尸鱼”，介于无脊椎动物和脊椎动物之间。“我们想把七鳃鳗细胞和肿瘤细胞放在一起培养，借助肿瘤细胞增殖因子，帮助七鳃鳗细胞繁衍。”李庆伟回忆，没想到的是，肿瘤细胞都死亡了。换了不同的肿瘤细胞结果仍一样。研究团队感觉七鳃鳗细胞一定分泌了一种独特的物质，对肿瘤细胞是致命的。为了找到这种物质，团队大量收集细胞培养上清，通过蛋白质组学技术最终锁定了LIP蛋白。围绕这一蛋白的系统研究在后来的十几年中逐渐推展开——破解蛋白结构、解码对应DNA序列、分析蛋白结构中的不同功能… … 谜题一一解锁，但人们最关心的是：古蛋白究竟是怎么杀死肿瘤细胞的？古老蛋白“一招夺命”肿瘤细胞光学显微镜下，一场杀戮由近及远次第展开。“我们给LIP‘镀上’荧光，标记了荧光基团的蛋白分子进入肿瘤细胞培养液，能从显微镜下看到荧光迅速聚集到了肿瘤表面，肿瘤细胞膜随后破裂。”辽宁师范大学生命科学学院教授逄越展示的照片复盘了整个过程：肿瘤细胞表面出现了大的孔洞，肿瘤细胞里的内容物全部外泄，一招夺命。更有趣的结果发生在研究团队“打扫战场”时。他们把肿瘤细胞表面的古蛋白做了收集检测发现，杀伐时蛋白不单兵作战，而是“组团”的聚合体。“我们提出了识别、定位、聚集、杀伤的机制。”逄越说，研究表明聚合体越多杀伤作用越大。整个机制的解析花了团队5年时间，终于弄清楚，蛋白上“凝集素”的结构域负责“指认”，“气单胞菌溶素”结构域能深深地插入肿瘤细胞膜搞破坏。明星分子“小试牛刀”机制清晰，研究走到了应用阶段。团队决定先让明星分子小试牛刀，在检测领域做验证。健康中国行动要求强化癌症早筛。膀胱癌检测一直痛苦得让患者望而却步，不愿早筛，实现“滴尿”筛查将让癌症发现大大提前。“我们将明星分子做成了检测试纸。尿液中脱落的膀胱表皮细胞如果有肿瘤的迹象，马上会被预警。”辽宁师范大学生命科学学院副教授韩英伦告诉科技日报记者，团队先从学校职工体检的尿检入手建立了指示分子含量的对照表，然后与大连市的几家医院合作进行临床研究，肿瘤患者的值会高过正常值2—3倍。相关研究数据显示，利用LIP特异性识别肿瘤细胞技术，尿液检测膀胱癌的LIP免疫荧光试纸灵敏性达到85%，特异性可达92%，简单、快速、微量、无创。“国际上这类检测试剂不多，美国FDA目前有三款试剂盒上市。”评审专家、大连医科大学附属第二医院院长刘志宇教授表示，作为我国自主研发的检测产品，尤其是从靶点开始的源头创新，目前的研究进展令人震撼。评审专家一致认为，该项目具有完全自主知识产权，达到国际领先水平。据介绍，相关研究多年来得到科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、辽宁省高等学校重大科技平台等项目支持。

肿瘤浸润白细胞( Tumor Infiltrating Leukocytes, TIL) 作为深入实体肿瘤内部的免疫细胞群体，在肿瘤-免疫学研究中占据重要地位。MACS Technology以卓越的技术致力于高质量TIL新发现，并助力肿瘤微环境研究。Agenda：肿瘤微环境与肿瘤浸润白细胞研究肿瘤浸润白细胞的目的肿瘤浸润白细胞研究的困难及挑战美天旎肿瘤浸润白细胞研究解决方案Q&A主讲人简介：田瑜博士，Ph.D., Product Manager, Miltenyi Biotec复旦大学神经生物学国家重点实验室取得博士学位，后就职于Prof. Brian Seed研究室从事单克隆抗体表达系统的研发工作。2016年进入生命科学产品营销领域，现任美天旎中国产品经理。直播时间：2020年3月26日（本周四）下午3：00—4：00报名方式：扫描上方二维码，即可报名参与！

免疫治疗是非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）的主要治疗方法之一。虽然肿瘤突变负荷（Tumor mutational burden，TMB）与免疫治疗的响应应答相关，但是免疫应答与肿瘤基因型之间的关系还知之甚少。2021年11月11日，美国西奈山伊坎医学院Miriam Merad研究组与Ephraim Kenigsberg研究组合作发文题为Single-cell analysis of human non-small cell lung cancer lesions refines tumor classification and patient stratification，通过建立病人非小细胞肺癌中肿瘤细胞的scRNA-seq以及CITE-seq分析，确定了肿瘤突变负荷以及TP53突变的情况，从而构建了NSCLC肿瘤的细化分类以及患者分层，为免疫疗法的响应提供了新的数据库参考。为了对肿瘤微环境中的免疫细胞的转录状态进行检测，作者们对未进行治疗的、早期的NSCLC患者体内的肿瘤进行切除并对细胞进行分析（图1）。作者们通过CITE-seq（Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by Sequencing）、scRNA-seq以及TCR-seq（T cell receptor sequencing）整合免疫细胞表面标记的抗体分析生成了三个数据库。作者们对8名患者的肿瘤和非肺部组织进行了CITE-seq，对另外27名患者进行了scRNA-seq。CITE-seq中采用了15个用于注释细胞类型的抗体，并最终扩展到81个抗体进行更具体的研究。除此之外，作者们的还对三名患者进行了scRNA-seq/TCR-seq的联合分析。图1 对病人NSCLC肿瘤组织的CITE-seq、scRNA-seq以及TCR-seq分析总的来说，来自35个肿瘤和29个相匹配的非肺部样本中的361,929个单细胞被分为30个注释的转录状态细胞群。基于RNA的聚类分析，作者们共鉴定除了49个免疫细胞群体，包括T细胞、B细胞、浆细胞、肥大细胞、浆细胞样树突状细胞以及单核吞噬细胞等。CITE-seq数据使用成熟的蛋白质细胞标记物进一步确认了细胞身份。为了确定组织取样是否会导致分析结果的差异，作者们对8名患者的每个肿瘤的三个不同区域进行了取样对比分析。作者们发现免疫细胞表型的差异主要是由肿瘤之间的差异而非区域取样差异造成的。因此，肿瘤微环境中的特征稳健且可重复，促使作者们进一步分析其中转录状态的差异与肿瘤分型之间的关系。通过对肿瘤的scRNA-seq以及CITE-seq分析，作者们发现肿瘤中树突细胞（Dendritic cells，DC）组分主要包括cDC1、cDC2、富含调控因子的成熟mregDC以及DC3类型（图2）。其中DC3是肿瘤中最普遍存在的DC亚型，并且在肿瘤中数量会增加，而mregDC是最为罕见的类型。先前的研究表明mregDC的激活对于诱导肿瘤定向T细胞应答至关重要，因此作者们想对单个载玻片上的肿瘤样品进行连续免疫组化染色，研究检测mregDC在肿瘤中的分布【1】。作者们发现在靠近T细胞的三级淋巴结构区域（Tertiary lymphoid structures，TLS）存在MYH11+滤泡树突状细胞的聚集。TLS结构的形成有助于患者接受免疫疗法以及预后【2,3】。通过对DC3细胞类型的分析，作者们发现DC3的特征介于单核细胞样细胞和cDC2样细胞之间。另外，通过基因表达的差异分析作者们鉴定发现一个DC模块基因mod28富集表达在肿瘤病灶区域，其中包括CD1A以及CD207基因表达，这些基因标记出LCH（Langerhans cell histiocytosis）朗格汉斯细胞组织细胞增生症细胞，因此作者们又将该细胞群的分类名称为LCH-like细胞。随后作者们对NSCLC中的T细胞进行了细致分类。CITE-seq对T细胞的分析鉴定发现CD8+细胞具有自然杀伤细胞样（Natural killer-like）特征，另外也有多种因子表达的激活型T细胞等。除此之外，通过对病人体内的NSCLC肿瘤进行配对的scRNA-seq/TCR-seq分析，作者们发现激活型T细胞是肿瘤中存在最多的类群，而且与非肺部组织相比肿瘤内包含多种类型的T细胞，比如激活型T细胞、周期型T细胞以及调节型T细胞等。作者们对的肿瘤中免疫细胞的数量进行分析后发现，B细胞和浆细胞的数量在肿瘤中都出现了显著的升高，但是B细胞与浆细胞之间的比例相对来说是比较稳定的。为了建立起细胞表型驱动病人多样性的关联，作者们希望对细胞类型出现频率进行归一化分析。通过该分析，作者们发现激活型T细胞、IgG+浆细胞以及MoMΦ-II细胞对于肺癌的出现具有很高的相关性。因此，作者们将该细胞组成称为肺癌激活模块（Lung cancer activation module，LCAM）。作者们可以根据肿瘤免疫微环境中存在的免疫细胞的类型对病人进行分型，与已有的聚类方法Seurat【4】相比LCAM分型方法具有很高的准确性和稳健性，对其他独立于本工作的数据库【5】进行测试也可以确认该LCAM分类方法具有很高的可重复性。作者们发现LCAM评分与病人吸烟的情况具有相关性，该细胞模块的表达是对突变和异位表达的肿瘤抗原的适应性反映的标志。而且，LCAM与TP53突变负担也存在相关性，TP53突变的肿瘤与TP53野生型的肿瘤相比，LCAM评分更高。而且TP53的突变与肿瘤突变负担也存在相关性。为了鉴定这些发现在其他肿瘤中是否具有普适性，作者们在肺鳞状细胞癌中也进行了相似的分析，发现肺鳞状细胞癌中也表现出较高的LCAM评分水平。因此，LCAM与肿瘤突变负担相关，可能可以作为特异性免疫检查点阻断反应的非冗余生物标志物。 工作模型总的来说，该工作通过对35个NSCLC病人中相匹配的肺部肿瘤与非肺部组织的scRNA-seq、CITE-seq以及TCR-seq，构建了迄今为止最大的早期肺癌免疫反应细胞图谱，并通过对其中免疫细胞类型的分析建立了对NSCLC肿瘤进行详细分型的LCAM模块，LCAM评分较高说明患者正在经历一个更有力的抗原特异性抗肿瘤适应性免疫应答过程，同时说明LCAM可以作为更直接的衡量抗原特异性抗肿瘤免疫激活的指标。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ccell.2021.10.009

近期，长春光机所吴一辉研究员团队在国际顶级期刊《Biosensors and Bioelectronics》以“Multistage microfluidic cell sorting method and chip based on size and stiffness”为题发表了研究论文，报道了他们在基于微流控芯片的肿瘤细胞无标记分选领域的重要研究进展。 　　这项研究建立了细胞在侧向位移芯片内的流体动力学模型，定量分析了基于细胞体积、杨氏模量等物理参数下的微流控芯片无标记高通量、无堵塞分选方法，优化了芯片阵列，研制出了一种多物理参数分级分选的微流控阵列分选芯片，解决了高通量与高准确性的矛盾；这项研究将细胞刚度有效地纳入分类依据，给出了一种控制流体流速使癌细胞与正常细胞间微小刚度差得以在微流动中体现和放大的细胞分离方法和理论依据，构建了从外周血细胞中捕获和分析肿瘤细胞的分选分析系统，并进行了实际临床血液样本测试，这是目前报道的全微流体无标记CTCs较为完整的分选分析系统，结合拉曼光谱分析系统，该系统有可能发展成一站式无标记高性能CTCs分类分析设备。这项工作为利用多种物理性质来分选CTCs提供了一个新的视角，这些物理性质的组合使用可以提高分离特异性并减少细胞异质性的影响。图1 多级侧向位移微流控分选及拉曼光谱无标分析系统研究人员使用液滴形微柱新开发了临界尺寸为8μm和13μm的两级阵列DLD芯片，该芯片结构简单，重复性好，对CTCs的分选纯度为98.25±2.48%，回收效率为96.30±2.10%，通量高达2mL/min，性能达到国际先进水平。该文研究的相关内容是在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目《多色拉曼光谱微流控芯片高通量稀有细胞分选系统》的支持下，联合清华大学、吉林大学团队于今年3月完成。

随着单细胞测序技术的快速发展，科研工作者们可对每个独一无二的单细胞进行分析，认识到细胞间的异质性，深入了解如胚胎发育早期的分化特征、肿瘤微环境中的非均质性、罕见循环肿瘤细胞的转录组等等以往传统高通量测序方法难以攻克的领域。单细胞分析的应用已进入百花齐放的时代，涵括神经生物学、癌症、免疫学、微生物学、胚胎发育、临床诊断等多个领域。单细胞测序分析的第一步，即是单细胞样品的制备，同时确保其生物完整性不被破坏。高质量的样品制备影响着后续单细胞分析成功与否。高活性、无细胞碎片且均一的单细胞悬液可使测序结果在完整性、真实性、数据可重复性得到提升。最常见细胞分离的方法可用MACS磁珠或流式细胞仪进行目的细胞分选与富集。单细胞测序流程利用流式细胞分选法富集目的细胞群体缩小研究范围，对单细胞群体可进一步精细化解读。尤其在研究罕见细胞族群，单细胞测序前先以流式细胞分选富集稀有细胞，可大大增加实验数据真实性与可靠性。现今已有愈来愈多单细胞测序研究结合流式细胞分选，筛选目的细胞、过滤死细胞减少样本中無效细胞的比例，提高单细胞文库构建的成功率以及后续的数据质量，让单细胞测序更有深度与广度分析实验数据，推动进一步研究范畴。传统高压液滴分选仪分选单细胞传统液滴式流式细胞分选(Droplet cell sorter)，将目的细胞利用适宜的荧光标记。经荧光染色或标记的单细胞悬液，被高压压入流动室内，在鞘液的包裹和推动下，细胞被排成单列，以一定速度从流动室喷口喷出。通过相应荧光检测及充电，获得目的细胞，实现单细胞分离。然而操作过程中，分选的细胞相继受到高压、充电带有电荷、减压的刺激，常导致分选的目的细胞在分类过程中的损伤和溶解，活细胞回收率不高；即使回收的活细胞也因分选过程受刺激影响细胞基因转录图谱表现，无法维持其生物完整性。传统高压液滴分选仪进行单细胞分选Adapted from Technologies for Single-Cell IsolationInt. J. Mol. Sci. 2015, 16美天旎MACSQuant Tyto 革命性的细胞分选仪专利的微芯片技术，精准地控制阀门开合以进行细胞分选，该仪器的特性在于整个分选过程在一次性使用的全封闭样本舱(cartridge) 中进行，且无需鞘液、避免了样本污染和残留风险。上样简单、自动进行分选设置，无需操作人员进行高强度与长时间的培训就能轻松操作。由于实际分选过程都在样本舱进行，不会损失珍贵的样本材料；阳性和阴性分选组份均可在无菌洁净操作台内轻松回收。细胞不会受到高压、电荷及减压刺激，不同于传统的液滴分选仪，这种温和的分选方法可最大保持细胞活性和功能，即使经过多次分选，细胞活性也不会受影响，充分表明这种阀门介导的分选机制具有温和性质。美天旎MACSQuant Tyto细胞分选仪与样本舱功能示意图。A. 美天旎MACSQuant Tyto细胞分选仪；B. 样本舱；C.独特微芯片技术的分选示意图。单细胞测序前，使用美天旎MACSQuant Tyto细胞分选仪（MQ Tyto）进行目的细胞分选富集。分选过程不受到高压、电荷、减压与剪切力刺激，作用温和不影响细胞生物功能完整性，维持细胞基因转录图谱表现，提高细胞存活率与回收率。位于美国加州大学(University of California, Irvine- UCI)的Dr. Kai kessenbrock研究团队致力于研究机体正常组织内环境稳态和乳腺癌中的细胞通讯。他们在单细胞水平上系统性分析研究乳腺干细胞微环境(stem cell niche)中细胞通讯的机制和乳腺上皮組織内的异质性，进一步加深对早期肿瘤发生过程中系统性变化的理解；最终目的是开发用于早期检测的生物标记物以及改善乳腺癌的治疗策略。Dr. Kai kessenbrock团队在FVB小鼠取出小鼠乳腺组织，分别以美天旎MACSQuant Tyto细胞分选仪(MQ Tyto)与传统液滴式流式细胞分选(Droplet cell sorter)分离乳腺上皮细胞(CD49f+/EpCAM+)后，标记建库并进行单细胞测序；比较两种不同的流式细胞方法分选后，所获得的测序数据真实性与可靠性，也进行分选后的细胞培养，观察细胞存活与功能。小鼠乳腺上皮细胞分离与单细胞建库 (Data kindly provided by Quy Nguyen, UCI)1. MQ Tyto可有效分选出不同乳腺上皮细胞亞型（Luminal 1, Luminal 2, Basal-like subtypes），基因转录图谱完整呈现。聚类分析与差异基因热图展示2. 经由MQ Tyto分选，每个单细胞可捕获更多的mRNA数量(UMI)，获得更多可分析的基因数(Genes)；显示MQ Tyto保留了细胞的完整性。质控图3. 传统液滴式流式(Droplet cell sorter)细胞分选后细胞应激基因表现明显上调。这主要是来自于细胞分选操作过程中所受到的外力刺激，而非原始组织环境细胞的真实表现。应激基因表现量展示4. 细胞分选后，持续培养七天乳腺上皮细胞并形成乳腺球(mammosphere formation)进行计数。结果显示MQ Tyto组形成更多的乳腺球，表示其MQ Tyto分选后的上皮细胞维持其功能性与高存活率。综上，利用MQ Tyto对目的细胞进行分离与富集，作用温和不影响细胞生物功能完整性，维持细胞基因转录图谱表现，提高细胞存活率与回收率，开启单细胞测序成功的第一步。

癌症仍然是威胁人类健康最大的敌人之一，虽然目前针对癌症的治疗方案有了很大的发展，但是癌症治愈难并且治疗费用高的现状仍然不会在短时间内得到改善。因此，除了在治疗阶段应对癌症外，早期的诊断检出仍然是降低肿瘤死亡率的重要手段。除常规筛查外，内源性肿瘤标志物的检测成为当前发展的新兴技术，其中包括CTC，ctDNA以及肿瘤外泌体等的检测。内源性标志物检测的难点在于体内标志物会快速清除且检测背景高以及体内无法富集都是导致它们应用难以推广的重要原因。为解决这个难题，美国斯坦福大学医学院的Sanjiv Gambhir博士团队对免疫细胞中的巨噬细胞进行改造，成功在小鼠肿瘤模型中实现肿瘤细胞的早期检测和跟踪标记。其主要策略是：通过对巨噬细胞进行改造，在肿瘤诱导产生的M2型巨噬细胞的启动子后面标记上生物发光的标记。当在肿瘤环境中，可以更加诱导巨噬细胞向M2型分化，并启动荧光素酶基因的表达。利用该策略可以检测出转移瘤以及皮下瘤的发生。目前，这项技术可用于检测直径小至4毫米大小的肿瘤，不仅更加优于常规肿瘤体积检测，而且与常见生物标志物检测相比，如体外RLU方案，CEA指标检测方案 ，ctDNA，qtPCR方案等检测，表现出更高的灵敏度。参考文献Sanjiv S. Gambhir et al. Engineered immune cells as highly sensitive cancer diagnostics. Nature Biotechnology (2019).

MD Anderson癌症中心的研究人员利用HiSeq® 2500系统正在研究胰腺癌患者血液中exosomal DNA中的遗传变异，并深入探究液体活检诊断和监控这种疾病的潜力。p　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "strong简介/strong/span/pp　　在2000多年前的罗马和希腊，当一个人患上癌症，医生会检查他们的体液，包括血液。彼时检查的重点是看看体液是否过量或不足。当时，医学是非常个性化的，据说每位患者都有其独特的体液组成。今天的医学研究，特别是癌症研究，似乎又回到了这些起点。至少，Hector Alvarez博士这样的科学家是这样认为的。Alvarez博士是负责MD Anderson癌症中心胰腺癌研究中心液体活检平台的内科医学家。他正在探索侵入性较小的创新方法来诊断和监控胰腺癌。/pp　　据世界癌症研究基金会统计，胰腺癌在全球最常见癌症中位列第12位， 2012年全世界诊断出30多万个新增病例 1。在过去几十年，只有少数几种癌症的生存率没有得到改善，胰腺癌便是其中之一 2。死亡率持续居高不下，可能是因为无法在最早期的阶段有效检测到疾病的缘故 2。/pp　　Alvarez博士正在开发用于液体活检的实验室方案、设备和软件，以便从血液或其他体液中找到早期的生物标志物。利用新一代测序(NGS)和HiSeq 2500系统，他和他的团队正在对胰腺癌患者的血液样本进行深度分析，以分辨出与疾病及其进展相关的不易察觉的肿瘤事件。他的重点是找到有助于胰腺癌诊断的生物标志物。/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "strong血液中的信息/strong/span/pp　　一直以来，大多数癌症是在组织活检后才得以确诊的。首先，医生从可疑的病变或肿块上切下一小块组织。然后，病理学家更加仔细地观察组织中的细胞，以确定它们是否癌变。若有问题的器官在腹部，比如胰腺，那么这样的操作就需要图像引导的细针穿刺活检，其风险在于错过肿瘤中其他部位的重要组织异常 3。/pp　　“胰腺肿瘤的位置很难到达，因此很难取样组织，”Alvarez博士说。“这意味着我们往往无法获得重要信息来帮助治疗和改善生存率。当肿瘤到达可以取样的位置，且由活检证实了癌症时，大约只有20%的患者适合手术。通常来说已经太晚了，肿瘤发展得太大，患者已经不适合手术了。”/pp　　这使得许多临床医生呼唤液体活检 —— 其中一管血就可以提供所有必要的临床信息，让医生做出可靠的诊断和确定靶向干预措施。液体活检依赖于在血液或其他体液中循环的肿瘤的遗传信息。/pp　　“当肿瘤细胞死亡时，其细胞和周围组织将DNA内含物释放到循环系统中，”Alvarez博士说。“这种DNA的遗传改变也许能帮助医生了解肿瘤内发生的情况，或者它是否从原发性肿瘤部位转移或扩散到身体的其他部位。”/pp　　2016年6月，一项覆盖15,000多名癌症受试者的大规模研究成果在2016年美国临床肿瘤学会(ASCO)年会上展示。它发现Guardant360 —— 一种可检测70种不同突变的液体活检 4 —— 是准确的，也许能可靠替代传统的活检方法。/pp　　Alvarez博士对此结果并不感到惊讶，但他认为需要更多的研究，才能创建一个医生可信赖的真正临床级别的检测。“在MD Anderson癌症中心，我们致力于开发一个对医生具有综合意义的平台，”Alvarez博士说。“我们正在开发一种周转时间较短的临床级别检测，。我们的工作表明，通过胞外囊泡释放的遗传物质有望提供这类信息。” 5/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "strongNGS，可行的情报和外泌体/strong/span/pp　　三年前，科学家还处于证明液体活检可行的早期研究阶段。今天，Alvarez博士强调，“我们所做的不仅仅是基础研究。我们正尝试寻找正确的检测方案，它们不仅能带来准确、与临床相关的结果，还能支持医生决定需要什么样的治疗。”/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8cdf3f90-91f2-4352-929b-d27e57a9f8af.jpg" title="1.jpg"//pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "Hector Alvarez博士是一名医学家，他领导了德克萨斯州休斯顿MD Anderson癌症中心下胰腺癌研究中心的液体活检平台。/span/pp　　他相信，这些信息可以从特殊的胞外囊泡释放的DNA中获得，这些囊泡被称为外泌体(exosomes)，而来自其他细胞区室的遗传信息可能也有助于了解肿瘤的发展和转移。“目前有50多种胞外囊泡，最为人熟知的是凋亡小体。此外还有较小的微囊泡和更小的外泌体，”他解释说，“我们是第一批证明外泌体中存在足量的双链DNA的团队，可以通过高分辨率的肿瘤图谱分析来鉴定它们。” 5/pp　　他和同事研究了2名胰腺癌受试者和1名壶腹部癌受试者的脱落外泌体 5。他们利用HiSeq 2500系统来开展exoDNA和exoRNA的全基因组、全外显子组和转录组测序。他们发现，肿瘤DNA在脱落的外泌体中稳定存在，表明基于外泌体的液体活检很可能具有临床诊断以及治疗监控的潜力。虽然Alvarez博士最早证明了基于外泌体的液体活检是可行和有效，他表示可能还有更重要的遗传信息需要发现。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "“我们是第一批证明外泌体中存在足量双链DNA，并可以通过高分辨率肿瘤图谱分析来鉴定它们的团队。”/span/pp　　“所有的胞外囊泡也许都很重要，”Alvarez博士说。“第一，我们认为不同的囊泡是异质性的，可能在疾病进展的过程中发生改变。它们有不同的生物标志物，来自不同的区室，这些可能反映了不同的生物学状态。第二，不仅仅是肿瘤细胞能产生颗粒或胞外囊泡。囊泡DNA的变化可能反映了身体其他部位的情况，也许癌症刚开始发生，肿瘤还很小，在常规成像中还不明显。/pp　　在未来，他相信这些结果可以辅助诊断那些不适合常规手术活检的癌症患者。Alvarez博士补充说：“对这些患者而言，非侵入性诊断程序的任何进步都是一种好消息。”/pp　　他在MD Anderson的液体活检团队也同样关注查找游离DNA中的标志物，特别当其涉及到治疗反应时。游离DNA中的不同变异和突变可能提供遗传数据，说明特定的干预或治疗是否有效。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "“我们利用HiSeq 2500系统来开展全基因组、全外显子组和RNA-Seq研究，以鉴定可能存在的各种生物标志物。”/span/pp　　“当细胞死亡，核DNA变得片段化，并分解成小片段的双链DNA，释放到循环系统中，”Alvarez博士说，“这些小片段的DNA也许包含了预示临床反应的改变。在癌症晚期，往往有更高浓度的游离DNA。这可以让我们更全面地了解癌症在做什么。”/ppspan style="color: rgb(255, 192, 0) "strong　　NGS技术的创新/strong/span/pp　　Alvarez博士的测序经历要追溯到他在约翰霍普金斯大学研究胆囊癌时。“当时我正在做我的博士论文，有人向我介绍了一种称为基因表达连续分析(SAGE)的新技术。这是癌症基因剖析计划(CGAP)所用的技术。它本质上是一种RNA测序技术。”/pp　　事实上，SAGE的数据采集就是NGS的前身。不过，与任何早期的平台一样，它并不是一帆风顺的。“我们需要手工构建基因组文库，”Alvarez博士说。“当时没有任何的文库制备试剂盒，因此构建一个测序运行所需的巨大文库需要很长时间。尽管有困难，但这是遗传学力量的伟大开端。”/pp　　span style="color: rgb(255, 192, 0) "“我们很高兴选择了HiSeq 2500系统。它提供了高质量的数据，对于这种类型的工作来说，数据质量是十分重要的。”/span/pp　　在Alvarez博士和他的团队为他们的研究选择NGS系统时，数据质量是关键的考量。 “我们研究了几个竞争系统，并决定我们要使用数据质量最佳的那个系统，”Alvarez博士表示，“我们很高兴选择了HiSeq 2500系统。它提供了高质量的数据，对于这种类型的工作来说，数据质量是十分重要的。我们用它来查看和追踪各种生物标志物。”/pp　　除了简单易用，Alvarez博士认为使用NGS和HiSeq 2500系统以及最新的NextSeq 500系统的好处还在于，这两个系统都采用一种集成的基因组学方法来研究细胞外的生物标志物。/pp　　“我们利用HiSeq和NextSeq系统来开展全基因组、全外显子组和RNA-Seq研究，以鉴定可能存在的各种生物标志物，”Alvarez博士说。“一项液体活检检测若要有价值，它需要能检测多种生物标志物。如果我们能够鉴定那些来自胞外囊泡、循环肿瘤细胞和游离DNA的生物标志物，那么我们就能了解这种疾病在整个身体中的总体情况。”/pp　　从Alvarez博士的角度考虑，既然癌症研究人员了解到肿瘤本身是异质性的，那么同时研究DNA和RNA信息就更为重要。/ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　　“来自各个不同区室的所有高分辨率信息可能指示一种更好的方式来确定具体在一个特定胰腺癌病例中真正发生了什么。”/span/pp　　“即使你可以通过髓芯活检或细针穿刺活检来有效地采集组织，但你的样本可能无法代表整个肿瘤，”Alvarez博士说，“我们相信，在液体活检背景下开展的NGS让我们能够全面了解整个肿瘤内发生了什么。这真是太厉害了。来自各个不同区室的所有高分辨率信息可以更好地确定在特定的胰腺癌病例中到底发生了什么。”/ppstrongspan style="color: rgb(255, 192, 0) "　　迈向未来/span/strong/pp　　Alvarez博士的目标仍然是开发一个全面的临床级别的液体活检平台。他相信，这将为每位患者制定个性化治疗计划发挥关键作用，特别是针对那些难以诊断或难以治疗的癌症，如胰腺癌。/pp　　“我们认为，拥有一个个性化的遗传改变集合是很重要的，”Alvarez博士表示，“在治疗开始时可确定特定的基因图谱，然后随着时间的推移，医生可以追踪图谱的变化，从而帮助他们了解疾病的进程。”/pp　　他和他的团队正在跟踪100多名胰腺癌受试者，比较exoDNA和游离DNA以衡量不同疗法的效果。他们希望很快能公布这些结果。他也很兴奋，因为NGS提供的不同的鉴定标志物有望为肿瘤耐药机制提供一些信息，并为将来设计新的免疫疗法提供一些线索。/pp　　“未来，液体活检有望在精准医疗上发挥广泛的作用，包括在疾病预防、早期检测和疾病管理中体现价值，”Alvarez博士说。“举个例子，免疫治疗也许能从液体活检中受益良多。通过核酸如DNA和RNA的同时分离，我们可以鉴定并追踪新抗原 —— 在这种前景广阔的治疗策略中，这正是个性化的分子靶点。我们正在开发肿瘤来源的外泌体富集过程，以提高我们液体活检中的肿瘤信号。如果没有液体活检和NGS，对实体瘤中遗传改变的连续监控是无法实现的。”/pp　　尽管他对液体活检的未来保持乐观，但Alvarez博士也告诫说，目前仍有许多工作要做。他和他的团队将继续跟踪受试者，并测定游离DNA、外泌体DNA及其他生物标志物中的遗传变化如何改变。他期望这些生物标志物能够揭示关于胰腺癌性质的秘密，以及他和他的团队如何将这些秘密转化成对抗疾病的工具。/pp　　“胰腺癌很复杂，因为它不是经典的实体瘤，如肺癌、结肠癌或乳腺癌那样在治疗上更具可行性，”Alvarez博士补充说，“我们的研究也需要发展演变，这样我们才能了解如何干预和影响结果。我们必须收集足够的数据，来证明液体活检在临床上是可靠的、并与医疗保健相关。这需要一些时间，但我们终将实现。”/pp　　参考文献/pp　　1. Pancreatic cancer statistics. World Cancer Research Fund International, www.wcrf.org/int/cancer-facts-figures/data-specific-cancers/pancreaticcancer-statistics. Assessed July 13, 2016./pp　　2. Pancreatic Cancer Facts. Hirshberg Foundation for Pancreatic Cancer Research. www.pancreatic.org/site/c.htJYJ8MPIwE/b.5050503/k.40C9/Pancreatic_Cancer_Facts.htm. Assessed July 13, 2016/pp　　3. Hé bert-Magee S. Is there a role for endoscopic ultrasound-guided fineneedle biopsy in pancreatic cancer? Endoscopy. 2015 47(04): 291—292./pp　　4. McGinley L. Liquid Biopsy study offers hope for a blood test to find cancer. The Washington Post. June 4, 2016./pp　　5. San Lucas FA, Allenson K, Bernard V, et al. Minimally invasive genomic and transcriptomic profiling of visceral cancers by next-generation sequencing of circulating exosomes. Ann Oncol.. 2016 27(4): 635—641./p

2021年9月9日，浙江杭州——安捷伦科技公司 （纽约证交所：A）今日，安捷伦于杭州生产基地成功交付首批国内生产的SureSelect靶向捕获探针产品。此次完成的生产交付，标志着近期落成的国内生产线，实现了与安捷伦全球标准一致的生产水平和质量保障。未来，国内生产线将生产供应高质量的SureSelect靶向捕获产品，更加快速地响应国内二代测序客户对靶向捕获产品的需求。SureSelect 靶向捕获探针试剂盒安捷伦科技副总裁兼基因组学事业部总经理Kevin Meldrum表示：“随着中国精准医疗的高速发展和二代测序的技术进步，中国成为安捷伦全球最重要的战略市场之一。此次安捷伦在国内建成和投产使用的SureSelect靶向捕获产品生产线，让我们未来可以更快速及时地响应国内客户的需求，践行了我们扎根中国、持续为中国用户提供最优质服务的承诺。在国内进行和扩大生产，也是安捷伦响应中国制造2025的政策号召，从而进一步助推国内精准医疗和科技创新的不断发展”。安捷伦科技大中华区诊断与基因组学事业部总经理郑晓玮表示：“2020年，安捷伦中国诊断与基因组学事业部（DGG）在总部的支持下，完成了国内业务的5年发展战略规划-DGG China 2025。将‘升级本土化建设和提升客户关爱与服务’作为5年规划中最为重要的一项。今日交付的国内生产靶向捕获产品，正是DGG China 2025战略实施的真实体现。国内生产线的成功使用，将为从事肿瘤测序、分子遗传检测、病原微生物检测和生命科学研究的广大用户，提供更加快速的产品交付周期，及时满足产品定制化需求，进一步提升客户服务的能力与客户体验的满意度”。安捷伦生物（杭州）有限公司总经理王小波，与安捷伦科技基因组学产品生产总监Bruce Jerpseth共同表示，在SureSelect靶向捕获产品国内生产线的建设与运营过程中，安捷伦中国与全球团队紧密协作，共同克服了全球疫情对生产线建设带来的巨大挑战，包括国外同事无法亲临现场与越洋沟通的时差等诸多困难。在项目组国内外成员的集体努力下，严格按照ISO 13485:2016质量标准体系，完成了生产线的规划、建设、调试、质检与生产，确保由国内生产线交付的产品，与全球的品质标准一致。安捷伦生物（杭州）有限公司外景全新SureSelect 靶向捕获产品生产线所在的安捷伦生物（杭州）有限公司，是安捷伦全球流式细胞系统和实时细胞分析系统的研发、制造和运营中心，也是安捷伦在中国的两个制造中心之一。随着SureSelect产品线的加入，安捷伦生物（杭州）有限公司的制造能力得到了进一步扩展，其制造产品将广泛运用于新药研发、免疫治疗、肿瘤标志物检测与开发、基因检测、疫苗研发、毒理学、安全药理学、质控和基础生命科学研究。未来，安捷伦还将对中国市场持续投资，进一步升级本土化建设和引入创新性解决方案；加强对国内合作的拓展与创新的支持；充分利用DGG上海与广州卓越客户体验中心进一步加强对客户的支持、服务与培训，进一步改善客户体验与提升服务效率。安捷伦将按照计划不断实施DGG China 2025的各项战略举措，继续践行“信托所托，成就所望”的品牌承诺，与国内市场和用户一起拓展业务合作与发展的机会。关于安捷伦科技安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，致力于提供敏锐洞察与创新，帮助提高生活质量。我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在 2020 财年，安捷伦的营业收入为 53.4 亿美元，全球员工数为 16400 人。如需了解安捷伦公司的详细信息，请访问安捷伦官网。关于安捷伦诊断与基因组学事业部（Diagnostic & Genomics Group, DGG）安捷伦诊断与基因组学事业部是生命科学与疾病诊断的市场领导者之一，致力于不断创新基因组学、病理诊断、抗体技术基因编辑和合成生物学等各种前沿科技，推动人类疾病和动植物学等生命科学领域的突破与发现，积极拓展在肿瘤、生殖健康与遗传、血液学疾病、传染性疾病等的临床诊断应用。