“芯片上的蠕蟲”可無創(chuàng)診斷肺癌

狗擁有令人難以置信的嗅覺，在實(shí)驗(yàn)室中，一種更簡單的生物秀麗隱桿線蟲，可通過追蹤氣味軌跡向癌細(xì)胞蠕動(dòng)。近日在美國化學(xué)學(xué)會(huì)春季會(huì)議上，韓國明知大學(xué)研究人員報(bào)告了一種使用蠕蟲檢測肺癌細(xì)胞的裝置。這種“芯片上的蠕蟲”有朝一日可幫助醫(yī)生在早期無創(chuàng)診斷癌癥。

目前，醫(yī)生通過影像學(xué)檢查或活組織檢查來診斷肺癌，但這些方法通常無法在早期階段檢測到腫瘤。因此，研究人員決定使用秀麗隱桿線蟲開發(fā)非侵入性癌癥診斷方法，因?yàn)檫@種蠕蟲很?。s1毫米長），易于在實(shí)驗(yàn)室中生長并具有非凡的嗅覺。

與正常細(xì)胞相比，肺癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一組不同的氣味分子，而居住在土壤中的秀麗隱桿線蟲會(huì)被某些氣味吸引或排斥，因此研究人員將線蟲放入培養(yǎng)皿中并添加人的尿液，可觀察到線蟲優(yōu)先爬向癌癥患者的尿液樣本。

研究團(tuán)隊(duì)用聚二甲基硅氧烷彈性體制作了一個(gè)芯片，該芯片的每一端都有一個(gè)孔，通過通道連接到中央腔室。研究人員將芯片放在瓊脂板上。在芯片的一端，他們添加了一滴來自肺癌細(xì)胞的培養(yǎng)基，在另一端，他們添加了來自正常肺成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)基。他們將蠕蟲放置在中央腔室中，一小時(shí)后，他們觀察到比正常培養(yǎng)基更多的蠕蟲爬向肺癌培養(yǎng)基。相比之下，具有odr-3氣味受體基因突變的蠕蟲沒有表現(xiàn)出這種優(yōu)先行為。

研究人員估計(jì)該裝置在檢測稀釋細(xì)胞培養(yǎng)基中癌細(xì)胞的有效性約為70%。他們希望通過使用之前暴露于癌細(xì)胞培養(yǎng)基的蠕蟲來提高該方法的準(zhǔn)確性和靈敏度。通過優(yōu)化用于檢測培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞的芯片蠕蟲，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)測試尿液、唾液甚至人類呼出的氣體，以確定該方法是否可以在早期檢測患者的肺癌。在使用芯片蠕蟲的其他研究中，研究人員確定了將秀麗隱桿線蟲吸引到肺癌細(xì)胞的特定氣味分子，包括一種名為2-乙基-1-己醇的揮發(fā)性有機(jī)化合物。研究人員猜測，2-乙基-1-己醇的氣味可能類似于它們最喜歡的食物的氣味。

秀麗隱桿線蟲是一種無毒無害、可以獨(dú)立生存的線蟲，也是分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)研究領(lǐng)域的模式生物。在人類的生物學(xué)研究史上，這種微小簡單的蟲子，也立下了赫赫功勞——細(xì)胞凋亡現(xiàn)象最早就是在線蟲中被揭示的。這次，科研人員又發(fā)現(xiàn)，線蟲能聞出肺癌細(xì)胞的味道，并向這類細(xì)胞移動(dòng)。目前，芯片蠕蟲在檢測稀釋細(xì)胞培養(yǎng)基中癌細(xì)胞的有效性約為70%，準(zhǔn)確度還有待進(jìn)一步提高。但根據(jù)線蟲喜歡的味道進(jìn)行癌癥早期檢測，看來是一條有潛力的道路。