新加坡国立大学(NUS)科学家开发的一种新技术，能灵敏、准确地检测和分类癌细胞，并从侵入性最小的活检中确定疾病的侵袭性。使用这种名为STAMP(序列拓扑组合用于多路分析)的新技术，可以更快地在临床工作流程的更早阶段获得全面的疾病信息，从而使医生能够更早、更有效地决定和管理治疗。

        活组织检查是医生诊断大多数癌症的主要方法，它包括从身体中取出少量组织。虽然更少的侵入性活检程序是首选，但它们可能产生的样本不足，导致不完整和/或不确定的诊断。只有在手术后才能作出明确的诊断和进一步的分析，例如癌症分期;这些等待已久的信息将用于指导后续的治疗决策。

        STAMP使用可编程DNA条形码从一个小的临床样本中，在一次测试中测量了数十亿个蛋白质标记的数量以及这些蛋白质标记在细胞中的分布。使用乳腺癌作为模型,邮票达到一个高的诊断精度在94%以上,可比较的标准组织病理学,揭示重要临床信息目前只能通过重新组织分析——所有直接从细针吸活组织检查(FNA),最小的侵入性形式的活检。

        由新加坡国立大学健康创新与技术研究所(NUS iHealthtech)助理教授邵惠林带领的10人研究团队花了两年多时间开发STAMP。

        “我们的印章技术利用了DNA的独特特性，形成了3D条形码。这些条形码可以用来测量不同的蛋白质标记，以及检测这些标记在细胞中的特定位置。通过绘制这些标记在细胞中的分布模式，STAMP可以提供疾病侵袭性的早期指示。目前的病理学技术只测量一小部分蛋白质标记，需要几天的广泛处理。相比之下，STAMP的灵敏度要高100万倍，能够从稀缺的样本中提供高信息量的分析，而且可以在两小时内完成。”

        该团队的技术突破发表在著名的科学杂志《自然生物医学工程》上。该研究还被《华尔街日报》的《新闻与观点》(News & Views)收录，并被选为2019年9月号的封面故事。在一次测试中追踪数十亿的蛋白质标记

        蛋白质表达和分布的综合分析对生物标志物的发现、早期疾病的检测和治疗方案的合理化具有很大的前景。然而，目前的方法涉及成像和显微技术，这是复杂的，耗时的，并有一个有限的复用能力。邮票的概念和发展，以应付这些挑战。

        作为生命的蓝图，DNA在自然界中以长“丝带”的形式存在，通过其碱基密码的组合来存储大量的遗传信息。除了这种众所周知的线性形式，DNA还可以被精确地设计成具有更高稳定性的三维纳米结构。STAMP利用DNA的这两个重要特性——存储信息的巨大容量，以及可编程折叠和展开成不同结构的能力——来设计可转换条形码。这些条形码可以在一次测试中测量数十亿个蛋白质标记，并确定这些蛋白质标记在细胞中的具体位置。

        为了在细胞中标记不同的蛋白质，STAMP使用DNA条形码折叠成紧凑的纳米结构。这些三维条形码具有很高的标签效率，并且在生物降解方面保持稳定。每一个3D条形码都被进一步赋予一个本地化标签，以编码蛋白质标记物在细胞内的位置和分布。

        “为了进行分析，这些3D条形码可以按需打开，通过加热释放出一个线性DNA池，使用现有的技术，如PCR和DNA测序，可以很容易地对其进行分析。”通过这种方法，可以在一次测试中灵敏地测定大量蛋白标记物的表达及其在细胞中的分布。

        为了便于临床处理和测量，研究小组在一个只有信用卡一半大小的小型微流体芯片上实现了印章技术。检测结果可由少量临床样本产生，每项检测估计费用为36美元。

        癌症诊断、分型和侵袭性测量的有效测试

        为了验证STAMP的表现，研究团队进行了一项涉及69名乳腺癌患者的临床研究。收集每位患者的FNA活检，并使用STAMP进行分析。所有患者术后组织均行金标病理分析。

        FNA样本的STAMP分析显示，在癌症诊断和分型方面，其准确率高达94%以上，与外科组织的病理分析一样准确。重要的是，基于其全面的蛋白质标记分析，STAMP也能够从稀缺的活检样本中准确识别疾病的侵袭性。

        下一个步骤

        一项临时专利已申请盖章。邵助理教授及她的研究小组现正与业界伙伴商讨进一步发展及推广这项技术。这项技术有望在未来五年内进入市场。

        下一步，研究小组希望将STAMP技术扩展到其他类型的癌症，如脑癌、肺癌和胃癌，并在血液和腹水等其他样本中验证该技术。

        来源：Medindia

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