新的微流体装置将血浆细胞与血液而不是骨髓分离

麻省理工学院的科学家团队开发了一种微流体装置，分离血液中的血浆细胞而不是来自骨髓。新技术可以为患者提供对多种骨髓瘤的痛苦试验。

多发性骨髓瘤是血浆细胞的癌症，其是在骨髓中产生的白细胞，搅拌抗体以帮助抗击感染。当血浆细胞变得癌变时，它们产生异常蛋白质，并且细胞可以在骨髓中积聚，最终渗入血液中。

多种骨髓瘤通常通过骨髓活检诊断，其中针插入患者的髋骨附近，吸出骨髓样品 - 许多患者的痛苦过程。然后，临床医生可以分离和分析骨髓样品中的血浆细胞以确定它们是否是癌性的。

目前无法轻易识别脱落到血液中的血浆细胞。循环血浆细胞通常在健康的人中没有发现，并且鉴定血液中这些细胞的能力可以使医生能够诊断和跟踪多种骨髓瘤的进展。

现在，MIT的工程师已经设计了一种微流体技术来捕获和计数来自血液样品的循环等离子体细胞。该技术依赖于常规血液绘制，并可为多种骨髓瘤进行痛苦的患者提供患者。

“传统组织活检的程序是痛苦的，与潜在的感染等并发症相关，并且通常只在中央医院可用，这些医院要求患者长途跋涉，”前麻省理工学院博士穆罕默德·Qasaimeh说。“从血液样品中捕获血浆细胞可以用作液检，其可以根据需要经常在临床上进行，并且在化疗治疗期间和之后用作诊断和预后测试。此外，捕获的细胞可用于药物测试，从而用作个性化药物的工具。“

Qasaimeh和他的同事们在科学报告中发表了他们的成绩。他的共同作者包括前学生Yichao Wu和Suman Bose，Rao Prabhala，Dana-Farber癌症研究所和哈佛医学院的医学教练;哈佛大学卫生科学与技术司副教授Jeffrey Karp;和麻省理工学院机械工程系副教授Rohit Karnik。

一个人字形陷阱

新技术建立了哈佛大学化学教授乔治怀特的微流体设计。Whiteides和他的同事制造了一个小微芯片，其沟道与重复的V形槽蚀刻，类似于人字形图案。凹槽导致流过微芯片的任何流体以在漩涡中旋转，而是通过直通过。因此，流体内的细胞具有与装置的地板接触的更高的机会，如Massachusetts综合医院的麦克风墨粉所示。

包括Karnik的研究人员已经复制了这种微流体设计，以某些分子涂覆微芯片地板以吸引感兴趣的细胞。

Karnik的团队使用微流产人字形设计来捕获其最新工作中的循环等离子体细胞。它们涂覆微芯片的通道，覆盖玻璃载玻片的尺寸，用CD138，也表达在血浆细胞的膜上的抗体。然后，团队通过装置流动了小型1毫升的血液样本。人字形槽循环微流体通道中的血液，其中抗体用作微小的魔术垫，抓住任何通过的等离子体细胞，同时让其余的血液流出装置。

一旦细胞在微芯片中分离，科学家就可以计算细胞并确定每个细胞分泌的抗体种类。

“易于血液抽取”

研究人员使用来自健康捐赠者的血液样本以及患有疾病的患者。计数在每个样品中捕获的细胞数量后，它们观察到在健康样品中的循环血浆细胞数量非常低 - 每毫升血液的约两到五个细胞 - 与诊断出多种骨髓瘤的患者的大致更高的计数，约45至184次每毫升细胞。

该团队还分析了捕获的血浆细胞以确定它们产生的抗体的类型。血浆细胞可以产生两种抗体中的一种，称为Kappa和λ型。除了进行骨髓活检外，临床医生还可以分析这两种抗体的比例，这可以是疾病如何进展的指标。

Karnik和他的同事确定了产生Kappa和Lambda型抗体的血浆细胞的比例，并将它们与相同抗体的常规血液检测进行比较，适用于健康受试者和多发性骨髓瘤的患者。他们发现两套结果匹配，验证了微流体设备的准确性。

令人惊讶的是，球队指出，缓解患者的患者比健康的捐赠者呈现出循环血浆细胞的数量。这些相同的患者在常规血液测试中显示了正常的抗体比例。Karnik表示，该集团的新设备可能会透露一些关于患者状态的更微妙的信息，即使在缓解方面也是如此。

“当患者进入缓解时，它们的抗体水平可以看起来正常，”卡尼克说。“但我们检测到基线上方的循环等离子体细胞水平。很难判断这些细胞是否是癌症，但至少这项技术都为我们提供更多信息。随着血液绘制的易消化，这可能使我们能够以更好的方式跟踪癌症。“

Karnik补充说，在未来，科学家可以使用本集团的设计来对捕获的细胞进行遗传测试，或寻找可能进一步表征疾病的细胞中的突变。

“我们可以在装置中捕获和染色这些细胞，这使得研究了研究细胞中是否存在新突变的可能性，”卡尼克说。“癌症如多种骨髓瘤，即使对于缓解患者，癌症也可以重复。检测血液中血浆细胞的水平或突变可能为这些患者提供早期检测方法。“

该研究部分受到国家卫生研究院和Al Jalila基金会的支持。

出版物：Mohammad A. Qasaimeh等，“在微流体装置中使用CD138抗体捕获”多发性骨髓瘤中循环血浆细胞的分离“，”科学报告7，物品编号：45681（2017）; DOI：10.1038 / srep45681