以白细胞为“哨兵”,新型微流控芯片实现癌症复发极早期预警-肽度TIMEDOO

在癌症监测领域,液体活检(Liquid biopsy)通常聚焦于血液中极稀有的循环肿瘤细胞(CTCs)。然而,搜寻这些“沧海一粟”的细胞技术复杂且成本高昂。近日,韩国蔚山国立科学技术研究院(UNIST)的 Joo Hun Kang 教授团队在《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)上发表研究,提出了一种颠覆性思路:不找肿瘤细胞,转而通过监测白细胞的“黏附特性”来预警癌症。

技术核心:捕捉肿瘤诱导的免疫“炎症印记”

研究团队指出,肿瘤相关的炎症会显著上调白细胞表面的细胞黏附分子(CAMs)活性。基于这一生理特性,他们开发出一种高度仿生的微流控芯片:

  • 分子仿生通道: 微流控芯片内部涂有特异性蛋白质,能够精确模拟血管内皮中与免疫细胞相互作用的天然黏附分子。

  • 物理捕获机制: 当少量血液流经微通道时,受肿瘤炎症激活的白细胞会展现出远超常态的黏附力,从而被芯片表面捕获。

  • 量化诊断指标: 通过配套软件自动计算附着白细胞的数量,临床医生可以获得量化的免疫激活数据,以此反映患者体内的肿瘤活动度。

实验论证:灵敏度跨越式提升

在乳腺癌小鼠模型的临床前实验中,该技术展现出了卓越的灵敏度:

  1. 极高的对比度: 荷瘤小鼠白细胞在通道内的黏附量比健康对照组高出 40 倍,且黏附水平与肿瘤体积及炎症程度高度相关。

  2. 化疗动态评估: 以阿霉素为例,有效的化疗会使白细胞黏附水平迅速下降,与肿瘤萎缩同步;若治疗无效,黏附水平则维持高位或继续上升。

  3. MRD 监测窗口: 实验显示,原发肿瘤切除后,白细胞黏附水平虽会暂时回落,但在微小转移早期(影像学手段尚无法检测时)便会重新升高,成功捕捉到了微小残留病灶(Minimal residual disease, MRD)的复发信号。

临床意义:更早、更准、更轻便

Joo Hun Kang 教授表示,这项技术为个性化干预打开了“实时窗口”。

  • 填补检测盲区: 相比 MRI 或 CT 扫描,该芯片能更早发现微小的病灶活动,为抢占治疗时机赢得空间。

  • 低成本监测方案: 作为现有液体活检技术的补充,该方法不仅成本更低,且能动态反馈治疗反应,有助于减少不必要的过度化疗,改善患者预后。

参考文献:Brian Choi et al, Real-time cancer monitoring via leukocyte adhesion in a biomimetic microfluidic assay, Biosensors and Bioelectronics (2026). DOI: 10.1016/j.bios.2025.118311

编辑:王洪

排版:李丽