2019年9月10日

发明使活检微创和更多的信息

一个研究小组从新加坡国立大学(NUS)已经开发出一种新技术,能敏感地、准确地检测和分类癌症细胞,以及确定最小侵入性的疾病侵略性活检。这种新技术叫做邮票(多路复用分析Sequence-Topology组装),全面的疾病信息可以获得更快、更早的阶段的临床工作流程,允许医生决定和管理更有效地治疗,。

活组织检查,包括去除少量的组织从身体,是医生诊断大多数癌症的主要途径。虽然微创活检手术是首选,他们可以产生样本不足,导致不完整的和/或不确定的诊断。明确诊断和进一步分析如癌症分期只能对象;这个长期等待的信息用于指导后续的治疗决策。

邮票技术克服许多挑战的临床工作流程,使早期癌症诊断和信息。印章使用可编程DNA条形码来衡量数十亿蛋白质标记在一个单一的测试数量以及这些蛋白质标记的分布在一个单元从一个小的临床样本。使用乳腺癌作为模型,邮票达到一个高的诊断精度在94%以上,可比较的标准组织病理学,揭示重要临床信息目前只能通过重新组织分析这直接从细针吸活组织检查(FNA),最小的侵入性形式的活检。

由助理教授邵Huilin从新加坡国立卫生研究所创新科技(新加坡国立大学iHealthtech), 10研究团队花了两年时间开发邮票。

“我们的邮票技术利用DNA形成三维条形码的独特性能。这些条形码可以用来测量不同蛋白质标记以及检测标记细胞的特定位置。通过映射这些标记细胞内分布模式,邮票可以提供疾病侵略性的早期迹象。目前病理技术测量的只是一小部分的蛋白质标记和需要几天的广泛的处理。相比之下,邮票是敏感一百万倍,提供高度的分析从稀缺的样本,并且可以在两小时内完成,”助理教授邵说。

团队的技术突破《华尔街日报》发表的自然生物医学工程。这项研究也出现在《华尔街日报》新闻与观点的和选择作为其2019年9月的封面故事的问题。

跟踪数十亿蛋白质标记的一个单独的测试

综合分析蛋白质的表达和分布为生物标志物的发现带来了福音,疾病早期检测和治疗选择的合理化。然而,当前的方法涉及成像和显微技术,这是复杂的,耗时的,和多路复用能力有限。邮票的概念和发展,来应对这些挑战。

生命的蓝图,DNA存在于自然界的“丝带”存储大量遗传信息通过其基础代码的组合。除了这个著名的线性形式,DNA可以精确制造的折叠成三维纳米结构增强稳定性。邮票利用这两个重要的dna大容量存储的属性信息以及其可编程性折叠和展开成不同的结构工程师可转换条形码。这些邮票条形码可以用来测量数十亿蛋白质标记的一个单独的测试和识别这些蛋白质标记细胞的特定位置。

”标签不同的蛋白质标记细胞,邮票使用DNA条形码是折叠紧凑的纳米结构。这些3 d条形码实现高标签对生物降解效率和保持稳定。每个三维条形码进一步本地化标签编码蛋白质标记细胞内的位置和分布,”诺亚Sundah先生解释说,来自新加坡国立大学的博士生iHealthtech以及新加坡国立大学生物医学工程系,该研究的第一作者。

”进行分析,这些三维条形码的按需通过加热释放一个线性DNA池,它可以很容易地使用成熟的技术,如PCR和DNA测序分析。这样,大量的蛋白质标记的表达及其在细胞分布可以敏感测量在一个测试中,”Sundah先生补充说。

促进临床处理和测量,研究小组实现了邮票科技小微流控芯片,是信用卡大小的一半。测试结果可能会产生少量的临床样本,和每个测试估计成本50美元。

有效的癌症诊断测试、子类型化和测量攻击性

验证邮票的性能,研究小组进行了一项涉及69名乳腺癌患者的临床研究。FNA活检从每个病人收集和分析使用邮票。相比较而言,标准重新进行组织病理学分析所有的病人。

邮票FNA标本的分析表现出很高的精度超过94%的癌症诊断和子类型化,使它同样准确的手术组织病理学分析。重要的是,基于其全面蛋白质标记分析,邮票也能够准确地识别疾病侵略性的稀缺活检样本。