在不遠(yuǎn)的將來，腫瘤學(xué)家也許可以用手指大小、帶有微小管道的塑料芯片從病人的血液中提取十幾個癌細(xì)胞。這些細(xì)胞是循環(huán)腫瘤細(xì)胞，可以在被提取后接受篩選，找到讓腫瘤學(xué)家能夠選擇最佳標(biāo)靶藥物的遺傳變異。持續(xù)地采樣可以讓醫(yī)生檢測某種治療方法是否有效，并讓他們決定是否隨著疾病的進(jìn)化，添加或替換某種藥物。

有數(shù)十家公司正在這個市場中競爭。據(jù)估計，這一市場在未來幾年會達(dá)到 79 億美元。強生(Johnson & Johnson)下屬公司銷售的一種設(shè)備獲得了美國食品藥品監(jiān)管局的許可。但是麻省總醫(yī)院癌癥中心(Massachusetts General Hospital Cancer Center)的主任丹尼爾·哈伯(Daniel Haber)表示，它不能探測到低濃度的腫瘤細(xì)胞。而且今天的設(shè)備還不能捕捉從不同功能種類腫瘤中逃逸出的細(xì)胞的完整多樣性。

哈伯正和生物醫(yī)學(xué)工程師梅米特·托納(Mehmet Toner)及他在麻省總醫(yī)院的團(tuán)隊合作，研發(fā)能提取任何漂浮在血液中的腫瘤細(xì)胞并讓其存活以備病理學(xué)家進(jìn)行基因組學(xué)和分子檢測的芯片。他們的研究結(jié)果很有價值，因為制藥公司正越來越依靠特定的分子標(biāo)靶開發(fā)癌癥藥物。癌癥基因組學(xué)公司Foundation Medicine表示，在經(jīng)分析的腫瘤中，多達(dá)70%帶有能提示療法的基因印記。

盡管長期以來科學(xué)結(jié)合醫(yī)學(xué)界已經(jīng)知道癌細(xì)胞通過血管擴散，但是一直無法捕捉到循環(huán)的腫瘤細(xì)胞。“循環(huán)癌細(xì)胞很少，存在于1億個其他種類的細(xì)胞中，”托納說。“微流體技術(shù)給我們精確操作血液并觀察其中細(xì)胞的機會。”

病人體內(nèi)的一部分循環(huán)腫瘤細(xì)胞被認(rèn)為是癌癥轉(zhuǎn)移的原因。“最后，這些細(xì)胞中的一部分會殺死病人，”托納說。“在監(jiān)控癌癥基因型和早期診斷方面，實時在病人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞有著重要應(yīng)用。”

這項技術(shù)讓醫(yī)生可以隨著時間監(jiān)控癌癥。“現(xiàn)在，在病人被診斷出癌癥以后，我們通常不會再次對他們進(jìn)行活體檢查，”哈伯說。哈伯現(xiàn)在正在實驗用這項技術(shù)檢測肺癌中的遺傳突變并匹配突變和療法。隨著癌癥生長并擴散到全身，它會發(fā)生變化，癌細(xì)胞中會出現(xiàn)不同的遺傳突變。

強生公司正和麻省總醫(yī)院合作，將新的芯片開發(fā)為商業(yè)化的產(chǎn)品。

“我們認(rèn)為癌癥治療的方向是監(jiān)測疾病的分子隨時間變化的能力，”強生下屬楊森(Janssen)制藥分公司腫瘤生物標(biāo)志項目負(fù)責(zé)人尼古拉斯·德拉科波利(Nicholas Dracopoli)說。

麻省總醫(yī)院的設(shè)備和其他正在研發(fā)中的設(shè)備可以分離出數(shù)目極少的癌細(xì)胞，剔除比循環(huán)癌細(xì)胞多出數(shù)百萬倍的紅細(xì)胞和白細(xì)胞。所有癌細(xì)胞都會被置于適于生存的液體中，在那里它們會被一個個提取和研究。

這一技術(shù)的其他版本(包括強生現(xiàn)在正在銷售的設(shè)備)可以從物理表面上捕捉細(xì)胞，通常這是通過包裹可以識別某些(而非全部)癌細(xì)胞的細(xì)胞膜表面蛋白的抗體做到的。

捕捉循環(huán)腫瘤細(xì)胞的設(shè)備除了具有改進(jìn)癌癥療法的潛力之外，還能幫助生物學(xué)家解開癌癥致死擴散之謎。“關(guān)于癌癥轉(zhuǎn)移和擴散的問題從來沒有真正得到解答，因為我們沒有研究工具，”哈伯說。“這是第一次你可以看到轉(zhuǎn)移中的細(xì)胞。”