海外醫(yī)療：一種用于癌癥診斷的智能隱形眼鏡

寺崎生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究所 (TIBI) 的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種隱形眼鏡，可以捕獲和檢測(cè)外泌體，即在身體分泌物中發(fā)現(xiàn)的納米大小的囊泡，有可能成為診斷癌癥的生物標(biāo)志物。

該鏡頭設(shè)計(jì)有與抗體結(jié)合的微室，可以捕獲眼淚中的外泌體。這種抗體偶聯(lián)信號(hào)微室隱形眼鏡(ACSM-CL) 可以染色，以便用納米顆粒標(biāo)記的特異性抗體進(jìn)行檢測(cè)，以進(jìn)行選擇性可視化。這為癌癥預(yù)篩查提供了一個(gè)潛在的平臺(tái)，并提供了一種簡(jiǎn)單、快速、靈敏、具有成本效益和非侵入性的支持性診斷工具。

外泌體在大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)形成并分泌到許多體液中，例如血漿、唾液、尿液和眼淚。曾經(jīng)被認(rèn)為是細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞中不需要的物質(zhì)的傾倒場(chǎng)，現(xiàn)在已知外泌體可以在細(xì)胞之間運(yùn)輸不同的生物分子。研究還表明，外泌體上有大量的表面蛋白——一些是所有外泌體共有的，而另一些則因癌癥、病毒感染或損傷而增加。此外，來(lái)自腫瘤的外泌體可以強(qiáng)烈影響腫瘤的調(diào)節(jié)、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

由于這些能力，人們對(duì)使用外泌體進(jìn)行癌癥診斷和預(yù)后/治療預(yù)測(cè)非常感興趣。然而，這受到了為此目的分離足夠數(shù)量和純度的外泌體的困難的阻礙。目前的方法涉及繁瑣且耗時(shí)的超速離心機(jī)和密度梯度，至少持續(xù)十小時(shí)才能完成。在分離的外泌體的檢測(cè)中提出了進(jìn)一步的困難；常用的方法需要昂貴且占用空間的設(shè)備。

TIBI 團(tuán)隊(duì)利用他們?cè)陔[形眼鏡生物傳感器設(shè)計(jì)和制造方面的專業(yè)知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)他們的 ACSM-CL 來(lái)從眼淚中捕獲外泌體，從而消除對(duì)這些隔離方法的需求，這是一種比血液、尿液和唾液更佳、更清潔的外泌體來(lái)源。他們還通過(guò)使用替代方法促進(jìn)和優(yōu)化了他們的 ACSM-CL 的準(zhǔn)備工作。在為他們的鏡頭制造微型腔室時(shí)，該團(tuán)隊(duì)使用直接激光切割和雕刻方法而不是傳統(tǒng)的鑄造成型來(lái)保持腔室和透鏡的結(jié)構(gòu)。

此外，該團(tuán)隊(duì)引入了一種對(duì)微室表面進(jìn)行化學(xué)修飾，以激活它們以進(jìn)行抗體結(jié)合的方法。這種方法被用來(lái)代替標(biāo)準(zhǔn)方法，其中金屬或納米碳材料必須用于昂貴的潔凈室環(huán)境。然后，該團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了將捕獲抗體與 ACSM-CL 微室結(jié)合的程序，以及將不同的（陽(yáng)性對(duì)照）檢測(cè)抗體與金納米粒子結(jié)合的程序，這些抗體可以通過(guò)光譜進(jìn)行可視化。這兩種抗體都對(duì)在所有外泌體上發(fā)現(xiàn)的兩種不同的表面標(biāo)志物具有特異性。

實(shí)驗(yàn)中，針對(duì) ACSM-CL 測(cè)試了從具有不同表面標(biāo)記表達(dá)的三種不同細(xì)胞系收集的上清液中的外泌體，以及標(biāo)記特異性檢測(cè)抗體的不同組合。由此產(chǎn)生的三種不同細(xì)胞系外泌體的檢測(cè)和未檢測(cè)模式符合預(yù)期，從而驗(yàn)證了 ACSM-CL 準(zhǔn)確捕獲和檢測(cè)具有不同表面標(biāo)志物的外泌體的能力。

“外泌體是標(biāo)志物和生物分子的豐富來(lái)源，可以針對(duì)多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，”TIBI 董事兼首席執(zhí)行官 Ali Khademhosseini 博士說(shuō)。“我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的方法極大地促進(jìn)了我們利用這一資源的能力。”