基于微流控的多重?zé)晒鈹?shù)字PCR可用于乳腺癌的靶向治療
數(shù)字PCR是一種用于基因檢測(cè)的絕對(duì)定量方法，具有前所未有的準(zhǔn)確度和精確度，正成為撬動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的新支點(diǎn)。它是繼實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)之后的第三代PCR基因檢測(cè)技術(shù)，在液體活檢、腫瘤伴隨診斷、無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查、病原體載量監(jiān)測(cè)等方面具有重要應(yīng)用前景。
遺憾的是，目前在數(shù)字PCR市場(chǎng)，主流產(chǎn)品還是被歐美跨國(guó)公司的高端儀器所占據(jù)，如國(guó)際醫(yī)療巨頭羅氏就在2018年推出了一款正在研發(fā)的數(shù)字PCR儀，并計(jì)劃進(jìn)行臨床商業(yè)化推廣。但數(shù)字PCR技術(shù)在臨床應(yīng)用上仍然存在幾個(gè)挑戰(zhàn)，包括降低成本、集成儀器平臺(tái)和簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，這都需要進(jìn)一步解決。欣喜的是，經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)家的不懈努力，我國(guó)已經(jīng)在數(shù)字PCR技術(shù)研發(fā)上邁出了一大步。
據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所微生物資源前期開發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜文斌團(tuán)隊(duì)最近報(bào)道了一種可重復(fù)使用的微流控芯片，該芯片基于階梯乳化（Step Emulsification）產(chǎn)生納升液滴陣列，用于同時(shí)對(duì)8個(gè)樣品進(jìn)行片上多重?zé)晒鈹?shù)字PCR。團(tuán)隊(duì)將該芯片應(yīng)用于臨床樣本乳腺癌HER2拷貝數(shù)變異的定量評(píng)估，驗(yàn)證了多重?cái)?shù)字PCR性能，平行檢測(cè)結(jié)果與美國(guó)賽默飛公司的QuantStudio 3D數(shù)字PCR儀一致，這對(duì)于乳腺癌的靶向治療和預(yù)后具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。
這種低成本、用戶友好的設(shè)備可廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用，在普通實(shí)驗(yàn)室僅需一臺(tái)平板PCR儀和小型氣壓泵即可開展數(shù)字PCR擴(kuò)增。
上述研究結(jié)果2019年1月4日在線發(fā)表于國(guó)際主流學(xué)術(shù)期刊Analytical Chemistry。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所博士生聶夢(mèng)月為第一作者。該工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《戰(zhàn)略性國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專項(xiàng)》的支持。
杜文斌團(tuán)隊(duì)一直致力于國(guó)產(chǎn)化數(shù)字PCR技術(shù)的研制，探索低成本差異化創(chuàng)新策略。其主持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《新一代高通量數(shù)字PCR關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究》項(xiàng)目自2016年立項(xiàng)以來(lái)，自主開發(fā)了低成本界面振動(dòng)乳化（Interfacial Emulsification）技術(shù)（Analytical Chemistry， 2017， 89， 745-750； Analytical Chemistry， 2016， 88， 3171-3177），完成了一體化全自動(dòng)數(shù)字PCR原理樣機(jī)研發(fā)，取得了重要階段性進(jìn)展。所研發(fā)的樣機(jī)可同時(shí)進(jìn)行24個(gè)樣品分析，納升液滴制備、溫控?cái)U(kuò)增、及多通道熒光檢測(cè)全自動(dòng)完成，檢測(cè)時(shí)間縮短至3小時(shí)。
這一擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新數(shù)字PCR系統(tǒng)，依靠低成本液滴生成技術(shù)，無(wú)需微加工芯片耗材，使用成本極低，突破了現(xiàn)有設(shè)備的局限，有望為低成本、高通量、易用型數(shù)字PCR技術(shù)的普及打開新的局面。
由于定量的精確性和可靠性，以及市場(chǎng)的前瞻性和技術(shù)領(lǐng)先性，數(shù)字PCR技術(shù)正成為撬動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的新支點(diǎn)，并在體外診斷領(lǐng)域開辟出了又一嶄新藍(lán)海。相信在不久的將來(lái)，國(guó)人在孕婦產(chǎn)前篩查、腫瘤伴隨診斷、液體活檢等的時(shí)候，都可以用上中國(guó)自主研發(fā)的數(shù)字PCR儀，不僅精準(zhǔn)性比肩歐美，還能大幅縮減疾病的檢測(cè)治療費(fèi)用，最終促進(jìn)中國(guó)健康產(chǎn)業(yè)更快更好地發(fā)展！
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綜述
