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美国口腔癌的芯片实验室显示出承诺

新闻发布

2007年8月8日星期三

口腔癌的芯片实验室显示出承诺

在未来的岁月中,发现口腔中的这种不寻常的疼痛是否会变得更加快速和轻松。由美国国立卫生研究院的一部分国家牙科和颅面研究所(NIDCR)支持的科学家们设计了第一个全自动一体化测试或芯片实验室,可用于探测细胞从口腔中刷出口腔癌的常见症状。

便携式设备大约是烤面包机的一半大小,在不到10分钟的时间内产生结果,或者在常规访问牙医或医生的过程中产生结果。目前,患者必须进行经常疼痛的组织活检,并且通常需要等待三天到一周才能获得实验室结果。 “令人兴奋的是这项测试将为诊断过程带来的速度和效率,”德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家John McDevitt博士说道,他是该论文的高级作者,发表于8月号。片上实验室杂志“患者不再需要忍受转诊,长时间等待检测结果,并安排后续咨询。患者将立即获得结果,并从他们的牙医或医生那里了解如何最好地进行治疗。“

McDevitt说,他的小组的原理研究证明,他们的测试可以准确地测量三种不同类型的口腔癌细胞中表皮生长因子受体或EGFR的水平。这种蛋白质通常显示在我们细胞的表面,往往在口腔肿瘤细胞中过量产生,并且可作为口腔癌的可测量标记物。

他的小组的下一步是对该装置进行编程,使其不仅可以读取EGFR水平,还可以读取其他蛋白质和基因的含量,这些蛋白质和基因在被改变时表明口腔肿瘤正在发展。这项工作已经顺利进行,该小组预计在可预见的未来将在患者诊所中对他们的测试进行评估。 “在我们进行转型之前可能需要几个月到一年多的时间,”麦克德维特说。 “但是诊断平台已经建成,只需对已经存在的组件进行微调即可。”

根据McDevitt的说法,芯片上的实验室是从他几年前与圣安东尼奥德克萨斯大学健康科学中心的Spencer Redding博士谈论诊断口腔癌的困难时发展而来的。雷丁解释说,牙医经常面临是否将患者转诊给口腔外科医生进行可疑疮的活检,特别是先前诊断出的口腔癌可能复发的困境。一方面,早期发现是对抗癌症和挽救生命的关键,另一方面,如果病理报告呈现负面影响,牙医可能会使患者心烦意乱。

McDevitt有资格考虑这个问题。他研究了他的实验室功能分子组装,或操纵单个分子来组装小型电子或传感器组件。这一研究领域为开发纳米级器件和推广纳米技术新学科做出了巨大贡献。

McDevitt实验室已经在组装新颖,易于使用的传感设备方面​​有着出色的记录,这些传感设备涉及微流体,即精确控制微量或纳米体积流体的科学。他们的成就包括一种新颖的微型传感器,用于检测国家生物防御工作中的炭疽孢子,然后测试资源贫乏的非洲国家的HIV感染和免疫功能。该实验室还在口中工作,获得了NIDCR研究基金,用于开发类似的测试,使用唾液而不是血液作为诊断液。

结合这些研究专长领域,McDevitt实验室开发了一种口腔癌测试,首先从可疑病灶刷细胞,将其悬浮在液体中,然后将大约一滴混合物装入其装置中。当激活时,该装置将流体沿微小的微流体通道输送到具有多孔膜的腔室。 “细胞像网中的海星一样粘在膜底上,”McDevitt实验室成员,该论文的第一作者Shannon Weigum说。 “地板上有很少的出口孔,可以将液体从腔室中排出,并允许我们泵入一种鸡尾酒,在这种情况下,是一种用荧光染料标记的抗体,它们被编程为寻找并附着在EGFR上在细胞上。“

“这个房间创造了一个漂亮的,小型化的平台,带有数码相机接口,可以在计算机屏幕上显示荧光标签进行分析,”她继续道。 “然后我们可以读取荧光水平并确定细胞表面有多少EGFR。它使病理学家现在完成的过程自动化。将测试视为芯片上的病理学。“

在他们的初始实验中,与正常细胞相比,一体化测试在三种已知的口腔癌细胞系中检测到显着更高水平的EGFR,这是预期的。这表明芯片上的实验室对其蛋白质靶标具有极好的特异性。科学家们还发现,他们的结果与使用流式细胞仪的结果相关,流式细胞仪是目前用于量化蛋白质表达的金标准分析技术。

科学家报告说,从样品采集到数字显示,他们的芯片实验室协议大约需要9分钟。对于流式细胞术,该方案花费了两小时五分钟。 “我们正在八分钟内完成免疫功能测试,其中包括软件操作和收集样本,”McDevitt说。 “我觉得很舒服,通过进一步的操作,口腔癌测试最终将在5到10分钟之间完成。我们开发的测试可以在30秒内完成,但是当你以超快的方式做事时,准确性会有一些损失。“

美国食品和药物管理局于2006年3月批准了名为西妥昔单抗的EGFR靶向单克隆抗体,用于治疗口腔鳞状细胞癌,这是最常见的口腔癌类型。这标志着45年来首批批准用于治疗这种癌症的新药。但仍有挑战确定可能从这种疗法中受益的患者。随着进一步的开发和临床验证,芯片上的口腔癌实验室有朝一日可以填补这个诊断领域。

国家牙科和颅面研究所(NIDCR)是国家口腔,牙齿和颅面健康研究的主要资助者。

关于美国国立卫生研究院(NIH): NIH是美国的医学研究机构,包括27个研究所和中心,是美国卫生和人类服务部的一个组成部分。 NIH是主要的联邦机构,负责开展和支持基础,临床和转化医学研究,并正在研究常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治疗方法。有关NIH及其计划的更多信息,请访问www.nih.gov 。

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