“芯片上的蠕蟲”可無創診斷肺癌

狗擁有令人難以置信的嗅覺，在實驗室中，一種更簡單的生物秀麗隱桿線蟲，可通過追蹤氣味軌跡向癌細胞蠕動。近日在美國化學學會春季會議上，韓國明知大學研究人員報告了一種使用蠕蟲檢測肺癌細胞的裝置。這種“芯片上的蠕蟲”有朝一日可幫助醫生在早期無創診斷癌癥。

目前，醫生通過影像學檢查或活組織檢查來診斷肺癌，但這些方法通常無法在早期階段檢測到腫瘤。因此，研究人員決定使用秀麗隱桿線蟲開發非侵入性癌癥診斷方法，因為這種蠕蟲很小（約1毫米長），易于在實驗室中生長并具有非凡的嗅覺。

與正常細胞相比，肺癌細胞會產生一組不同的氣味分子，而居住在土壤中的秀麗隱桿線蟲會被某些氣味吸引或排斥，因此研究人員將線蟲放入培養皿中并添加人的尿液，可觀察到線蟲優先爬向癌癥患者的尿液樣本。

研究團隊用聚二甲基硅氧烷彈性體制作了一個芯片，該芯片的每一端都有一個孔，通過通道連接到中央腔室。研究人員將芯片放在瓊脂板上。在芯片的一端，他們添加了一滴來自肺癌細胞的培養基，在另一端，他們添加了來自正常肺成纖維細胞的培養基。他們將蠕蟲放置在中央腔室中，一小時后，他們觀察到比正常培養基更多的蠕蟲爬向肺癌培養基。相比之下，具有odr-3氣味受體基因突變的蠕蟲沒有表現出這種優先行為。

研究人員估計該裝置在檢測稀釋細胞培養基中癌細胞的有效性約為70%。他們希望通過使用之前暴露于癌細胞培養基的蠕蟲來提高該方法的準確性和靈敏度。通過優化用于檢測培養的肺癌細胞的芯片蠕蟲，研究團隊計劃繼續測試尿液、唾液甚至人類呼出的氣體，以確定該方法是否可以在早期檢測患者的肺癌。在使用芯片蠕蟲的其他研究中，研究人員確定了將秀麗隱桿線蟲吸引到肺癌細胞的特定氣味分子，包括一種名為2-乙基-1-己醇的揮發性有機化合物。研究人員猜測，2-乙基-1-己醇的氣味可能類似于它們最喜歡的食物的氣味。

秀麗隱桿線蟲是一種無毒無害、可以獨立生存的線蟲，也是分子生物學和發育生物學研究領域的模式生物。在人類的生物學研究史上，這種微小簡單的蟲子，也立下了赫赫功勞——細胞凋亡現象最早就是在線蟲中被揭示的。這次，科研人員又發現，線蟲能聞出肺癌細胞的味道，并向這類細胞移動。目前，芯片蠕蟲在檢測稀釋細胞培養基中癌細胞的有效性約為70%，準確度還有待進一步提高。但根據線蟲喜歡的味道進行癌癥早期檢測，看來是一條有潛力的道路。