
摘要
西南交通大學(xué)周紹兵教授課題組從材料表面結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度出發(fā),系統(tǒng)總結(jié)了近年來發(fā)展的基于微納結(jié)構(gòu)和仿生材料的CTCs分選平臺,并對CTCs分選平臺未來的發(fā)展方向提出了建議。
關(guān)鍵詞:循環(huán)腫瘤細(xì)胞, 液體活檢, 微納結(jié)構(gòu), 仿生材料
癌癥已經(jīng)成為全球最嚴(yán)重的致死性疾病之一。研究表明,有超過90%的癌癥患者死于腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā),而循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中扮演了十分關(guān)鍵的角色。CTCs是從原發(fā)腫瘤脫落并滲透進(jìn)血管中的腫瘤細(xì)胞,它通過血液循環(huán)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處組織并定植生長成新的腫瘤。由于攜帶著原發(fā)和轉(zhuǎn)移灶腫瘤細(xì)胞的全部基因組信息,CTCs檢測已成為目前最具發(fā)展?jié)摿Φ哪[瘤無創(chuàng)診斷和療效監(jiān)測手段,并在癌癥早期診斷、轉(zhuǎn)移監(jiān)測、預(yù)后判斷和個性化治療方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景。盡管具有重要的臨床意義,但由于血液中CTCs的含量極其稀少(1 mL血液中通常含有約50億個紅細(xì)胞,1000萬個白細(xì)胞,而CTCs只有1-100個),從血液中有效檢測分離CTCs仍然充滿挑戰(zhàn)。隨著近年來微納加工方法和仿生技術(shù)的快速發(fā)展,各種各樣的微納結(jié)構(gòu)和仿生材料應(yīng)運(yùn)而生,這為CTCs的高效分選提供了獨(dú)特的途徑。
西南交通大學(xué)周紹兵教授課題組侯建文副教授從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度對近年來發(fā)展的CTCs分選平臺進(jìn)行了綜述。文章首先簡單介紹了目前CTCs分選的兩類分離方法(生物物理法和生物化學(xué)法)以及它們各自存在的問題。隨后,文章對近年來發(fā)展用于分選CTCs的各種微納結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié),主要包括靜態(tài)環(huán)境下的捕獲材料(納米材料)和動態(tài)環(huán)境下的捕獲材料(微流控、核酸結(jié)構(gòu)、微納馬達(dá)和體內(nèi)原位檢測材料)。接著,文章詳細(xì)介紹了近年來受不同自然界生物(如納米尺度的病毒,微米尺度的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì),以及宏觀尺度的植物和動物)啟發(fā)的用于分選CTCs的仿生材料。最后,文章對未來CTCs分選平臺的發(fā)展方向進(jìn)行了討論。相關(guān)論文在線發(fā)表在VIEW 上(DOI:10.1002/VIW.20200023)。
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