导读：麦吉尔大学医学院的研究小组已开发出一种基于微流体的新式芯片，将来可能从根本上改变癌症诊断的方式和时间。Juncker和合作者把目标设定为开发出简单的测试方法，病人仅需一滴血就可在医生办公室进行测试，从而减少对乳房X线照相术的依赖以及减少X射线的照射、不适反应和检测价格。
芯片技术：一滴血有望诊断出乳腺癌
1/8的女性在一生中将被诊断为乳腺癌，如果较早被检测出，患者能获取更高的治愈率和更长的生存时间。然而，癌症的早期诊断仍然具有挑战性，乳房X光测试过程繁琐、费用昂贵，在许多情况下，癌症只能在晚期才能被检测出。麦吉尔大学医学院的研究小组已开发出一种基于微流体的新式芯片，将来可能从根本上改变癌症诊断的方式和时间。这项研究发表在4月的《分子与细胞蛋白质组学》Molecular & Cellular Proteomics 期刊上。
多年来，科学家致力于研制基于癌胚抗原（CEA）的血检肿瘤法，该抗原由麦吉尔大学的Phil Gold 博士在40年前确定的生物标记物，然而，健康的人也存在这一标记物，个体差异的标记物浓度取决于遗传背景和生活方式。因此，不太可能严格区分健康者和癌症患者。
David Juncker 博士是该研究的指导研究员，他说：“通过测量血液中多种蛋白质的浓度以及识别标签分子（它们聚合一起能作为肿瘤的特征指纹），我们试图建立一套个人的分子“肖像”，进而解决标记物因人而异的问题，然而，我们却没有发现一组可靠的生物标志分子，至今还没出现这种可用的检测法，因此，我们的目标是要找到一种解决这个问题的方法。”
该研究的第一作者Mateu Pla-Roca博士，与Juncker的研究团队一起，分析针对血液中多蛋白的最常用检测技术以及开发出一个模型以描述肿瘤检测的缺点和局限性。他们了解到，同时被检测的蛋白靶点为什么总是数量有限？这些测试在准确性和重复性上为什么存在不足？对这些缺点加深认识后，研究小组开发出一种避开限制的微流体芯片技术。通过利用这种新方法，研究人员可根据需要检测相当数量的蛋白标志物，同时尽可能地减少错误的结果。
Juncker生物医学研究小组与来自麦吉尔大学古德曼癌症研究中心的肿瘤和生物信息学小组开展合作，对11个健康的对照组和17个乳腺癌特定亚型（雌激素受体阳性）的患者检测了32个蛋白，他们发现其中6个可作为肿瘤检测的指纹，它能准确区分乳腺癌患者和健康对照组。
Juncker 称：“尽管该研究在应用临床诊断之前还需要其它标记物以及检测更多类型的病人和肿瘤亚型，但研究结果突出了新技术令人惊奇的潜力。”
展望未来，Juncker和合作者把目标设定为开发出简单的测试方法，病人仅需一滴血就可在医生办公室进行测试，从而减少对乳房X线照相术的依赖以及减少X射线的照射、不适反应和检测价格。他的实验室目前正在开发手持式的测试样本，并努力提高其灵敏度，以便能够在尽可能早的阶段检测出乳腺癌和其它疾病。
Antibody Colocalization Microarray: A Scalable Technology for Multiplex Protein Analysis in Complex Samples
M. Pla-Roca, R. F. Leulmi, S. Tourekhanova, S. Bergeron, V. Laforte, E. Moreau, S. J. C. Gosline, N. Bertos, M. Hallett M. Park and D. Juncker
DNA microarrays were rapidly scaled up from 256 to 6.5 million targets, and although antibody microarrays were proposed earlier, sensitive multiplex sandwich assays have only been scaled up to a few tens of targets. Cross-reactivity, arising because detection antibodies are mixed, is a known weakness of multiplex sandwich assays that is mitigated by lengthy optimization. Here, we introduce (1) vulnerability as a metric for assays. The vulnerability of multiplex sandwich assays to cross-reactivity increases quadratically with the number of targets, and together with experimental results, substantiates that scaling up of multiplex sandwich assays is unfeasible. We propose (2) a novel concept for multiplexing without mixing named antibody colocalization microarray (ACM). In ACMs, both capture and detection antibodies are physically colocalized by spotting to the same two-dimensional coordinate. Following spotting of the capture antibodies, the chip is removed from the arrayer, incubated with the sample, placed back onto the arrayer and then spotted with the detection antibodies. ACMs with up to 50 targets were produced, along with a binding curve for each protein. The ACM was validated by comparing it to ELISA and to a small-scale, conventional multiplex sandwich assay (MSA). Using ACMs, proteins in the serum of breast cancer patients and healthy controls were quantified, and six candidate biomarkers identified. Our results indicate that ACMs are sensitive, robust, and scalable.
文献链接：https://www.mcponline.org/content/11/4/M111.011460.abstract?sid=adc864b0-d510-4aa4-8f7d-1777a579bd93
