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IBM携外泌体强势进军液体活检

2016/08/11 来源:赛福基因
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导读
如果说肿瘤免疫学给肿瘤治疗带来变革的话,那么液体活检则堪称诊断界的突破。最近,IBM开始进军液体活检,这个互联网巨头打算建立一个基于芯片的技术,能够在纳米尺度上分离并检测颗粒,期待让临床医生更早检测到肿瘤。


如果说肿瘤免疫学给肿瘤治疗带来变革的话,那么液体活检则堪称诊断界的突破。最近,IBM开始进军液体活检,这个互联网巨头打算建立一个基于芯片的技术,能够在纳米尺度上分离并检测颗粒,期待让临床医生更早检测到肿瘤。其研究结果发表在8月1号的《自然·纳米科技》(Nature Nanotechnology)杂志上。

来自Big Blue的科学家改进了一项名为纳米尺度侧向移位的技术(nanoscaledeterministic lateral displacement),开发出了一种能够把直径在20纳米以下的DNA、RNA、外泌体或者是病毒分离出来的芯片。

IBM转化系统生物和纳米生物科技部门的主任Gustavo Stolovitzky是这项研究的负责人。他的团队在芯片上安置了直径100到200纳米的柱子,当待检测生物样品通过芯片时,小颗粒可直接通过,而大颗粒则在被拦截后流向其他地方。

该芯片是IBM进军液体活检的第一步,其中外泌体可能是最值得关注的部分。外泌体是一种直径在30-300nm的盘状囊泡,和细胞信号传导、废物处理和其他功能有密切联系。其内包裹着DNA、RNA、细胞表面蛋白等分子,可以反应出细胞的健康状态。

过去,大多数人认为外泌体只是细胞分泌的废物。而近期却发现外泌体在细胞之间的信息交流中起着重要作用。特别是外泌体携带一些可以反应肿瘤突变位点的分子。纳米尺度侧向移位技术10几年前就已经有了,但这还是第一次把此技术应用在芯片这么小的物体上。

这项技术可以早期检测肿瘤,也能实时检测药物治疗效果加速新药研发,是IBM进入快速发展的液体活检市场的杀手锏。液体活检可谓是一个万亿美元级别的市场,近年来大量公司都开始涉足这个领域,包括测序公司巨头Illumina。


目前该芯片的第一个检测项目是前列腺癌,外泌体会携带一些前列腺癌细胞表面的特异性抗原,从而有望实现前列腺癌的早期诊断。

IBM下一步的计划就是提高芯片的效率,让其能够收集足够的外泌体来确定是否有肿瘤发生。最终,这项检测技术的应用不会仅仅局限于肿瘤这一种疾病,还会拓展到神经退行性疾病和代谢性疾病等其他疾病的诊断上。理论上,这个芯片也能用于分离病毒,但目前还未尝试。

虽然IBM加入液体活检市场的举动有点出人意料,但Stolovitzky表示,其实IBM是一个研究液体活检的绝佳场所,因为其在微电子和纳米技术领域有着深厚的经验。

IBM对液体活检技术的探索还没有结束,他们又计划建立一个模块化的检测平台,以同时执行多种任务。就好像拼乐高一样,他们计划把不同功能的芯片拼接在同一个平台上,最终通过一台仪器完成所有的检测项目。这一目标的实现将会是诊断界巨大的突破。

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