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作者：Cathy
导言：乳腺癌（breast cancer）的发病率位居女性恶性肿瘤首位，在美国每8名妇女中就会有1人患乳腺癌。其中，对患者乳房局灶性病变进行术前评估对于规划进一步的治疗管理至关重要。近日，一个国际研究团队开发了一种便携式图像细胞分析仪，可在1小时内检测出乳腺癌，准确率高达100%。
即使在最理想的条件下，准确、及时地对癌症进行诊断和分型也并不简单，而在发展中国家可能面临缺乏专家和设备的问题，组织活检可能需要几个月的时间才能得到结果，这大大阻碍了癌症在早期诊断和后续治疗。为此，一个国际研究团队设计了一种名为CytoPAN的自动图像细胞仪系统，该系统可以利用细针穿刺获得的样本，并在1小时内准确检测出乳腺癌并识别其亚型，实现了乳腺癌的快速诊断。
该研究由美国马萨诸塞州总医院系统生物学中心的Jouha Min领导，并于8月5日发表在《科学转化医学》杂志上，题目为“CytoPAN—Portable cellular analyses for rapid point-of-care cancer diagnosis”
在发达国家，利用乳房X光摄影术进行有效的筛查和早期癌症检测是很常见的。此外，血清中的生物标记物分析（液体活检）正在兴起，基因组生物标记物分析也开始用于癌症诊断。然而，在中低收入国家，癌症的诊断通常发生在晚期症状之后，例如，明显的肿块性病变、体重减轻和不适。这些都可能导致延迟诊断、错过治疗选择并增加死亡率。
该研究团队开发的CytoPAN是一种基于荧光的便携式图像细胞分析仪，该系统执行多通道成像，以进行癌症诊断和分型。通过特定的算法分析细胞图像，以便在无需用户输入的情况下快速、准确、自动地分析细胞特征。该系统允许在五个不同的通道中进行多重检测，他们还制备了含有相关抗体的冻干试剂盒，并优化了用于细胞系和小鼠模型中乳腺癌分子的分析方法。在完成小鼠试验后，研究人员将该系统应用于人类临床试验。
CytoPAN工作流程示意图（步骤1：通过细针抽吸从乳腺癌患者中获取细胞样品。步骤2：将收获的细胞短暂固定并半透化。步骤3：使用预制冻干试剂盒处理样品，该试剂盒包含用于乳腺癌诊断的所有必需抗体，包括ER，PR，HER2和Quad。步骤4：通过CytoPAN设备分析染色的细胞。步骤5：为了进行快速，自动化的数据分析，将使用定制开发的算法来识别癌细胞，将其与宿主细胞分离并提取其标记信息。步骤6：最终的诊断报告显示一组定量信息，包括患者样本中的癌细胞数量和分子亚型分布。）
在临床试验中，研究显示细针穿刺抽吸（FNA）样本的可诊断率很高（93%）。在63例患者细胞样本中，与组织病理学有良好的相关性。对于癌症诊断，该方法的诊断准确率为100%（假阳性率为0%；假阴性率为0%）。而相比之下，HER2和ER/PR受体亚定位准确率分别为96%和93%。
该方法在多方面具有出显著的优越性，首先，每个样品仅在1小时内就经历了完整的处理周期；其次，能够通过每个样本分析多达50个癌细胞来建立准确的癌症诊断；最后，只需要少量的癌细胞就可确定可靠的受体亚型。这表明，仅使用单次FNA传代细胞就可进行准确的癌症诊断是可以实现的。
然而，该研究还存在一些局限性，因为主要目标是开发、优化和验证一个可用于全球和远程应用的FNA分析系统。而所研究的病人群体可能不能代表中低收入国家的人群；其次，由于后勤和成本原因，本研究中使用的分子生物标志物数量仅保持在最低限度；此外，该系统还需要进行进一步的优化和增强。
研究人员还设想，这项技术还可以加快干预和现有卫生保健系统结果之间的周转时间。此外，利用循环技术，可将胞浆蛋白应用于其他方面，如免疫细胞分析、药物试验登记、疗效测试、或非癌症分析，如肝病中肝细胞的分析。
参考：
https://stm.sciencemag.org/content/12/555/eaaz9746
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