利用微流體及光學感測技術進行臨床血液循環腫瘤細胞之偵測---以乳酸代謝反應進行低成本之血液循環腫瘤細胞偵測方法

癌轉移是引發癌症死亡的主因。循環腫瘤細胞是存在癌症病友血液中的稀有細胞種。在血液循環系統中的循環腫瘤細胞，被證明與癌轉移及癌症復發有關。在癌症發生過程中，循環腫瘤細胞不僅在癌轉移過程中可以被發現，事實上，在癌症發生的早期，循環腫瘤細胞就已經存在病友血液中。因此，循環腫瘤細胞的偵測，可以診斷早期癌症之發生。在癌症醫療上，循環腫瘤細胞的偵測，可用於判斷癌症預後、復發及癌症治療成效。在長期的癌症治療過程中，循環腫瘤細胞的偵測，可以提供預測性的資訊，以協助醫師瞭解癌症病況及調整癌症治療方式(例如:抗癌藥物種類)。因此，在癌症治療的管理上，循環腫瘤細胞的偵測，扮演一項重要的角色。然而，目前的循環腫瘤細胞偵測方法，大多數以該細胞的正向偵測為策略，由於循環腫瘤細胞具有異質性，這些以正向檢測為策略的腫瘤細胞偵測方法，可能無法偵測出血液中所有可能的循環腫瘤細胞，特別是那些與癌轉移有關的循環腫瘤細胞，這現象可能會產生偵測結果之偏差。此外，目前的循環腫瘤細胞偵測方法，大多數使用昂貴的抗體分子去辨識循環腫瘤細胞的特殊表面抗原，這類的偵測方法常常大幅增加其檢測成本。上述的問題可能影響該偵測方法在癌症醫療上之臨床應用性。為了以低成本的方式，偵測血液中所有可能之循環腫瘤細胞，本研究提出以檢測乳酸的方式間接偵測循環腫瘤細胞。我們已於先前的預測試中發現，臨床的循環腫瘤細胞，在體外培養模式下進行乳酸代謝，對血液中的白血球而言，該代謝反應並不明顯。理想上，透過這兩種細胞的代謝反應差異，我們可以使用低成本的生化分析檢測乳酸，進而達到偵測血液循環腫瘤細胞的目的。然而，由於循環腫瘤細胞在血液中非常稀少，因此其產生的乳酸濃度甚低，實務上，並無法使用傳統的乳酸生化分析進行檢測。為了解決此項技術瓶頸，本研究將利用微流體技術能夠操控微小液體之特點，其目標是在微型管道中，將血液細胞懸浮液”切割”成許多微小的液珠，因為其微小體積特性，我們便能利用乳酸生化分析法，檢測腫瘤細胞所產生之乳酸。為此，本研究計畫(第一年期)將開發一項能於微管道中產生微小液珠的微流體晶片，該微流體晶片將利用可調式脈動氣體切割血液細胞懸浮液，進而連續式產生具有均一性的微小液珠。包含細胞的液珠經適當的培養後，產生於液珠內的乳酸，便能以乳酸分析法進行檢測。在第一年的研究計畫中，我們也將應用實驗室先前在微流體式光學感測的經驗，開發出一項能夠整合於上述微流體晶片之光纖式乳酸感測機制。在第二年的研究計畫中，我們將利用上述方法進行循環腫瘤細胞之臨床檢測，其檢測結果將與現有的循環腫瘤細胞臨床偵測結果進行比較，我們將評估上述兩者間之關連性，進而評估該方法之臨床應用性。整體而言，我們期待本研究所建立之循環腫瘤細胞檢測方法，能改善現有偵測法之檢測結果偏差及高成本問題，我們深切期待該計畫的研究成果，能為癌症檢測及癌症治療管理作出貢獻。

系統編號:PB10301-0506
原計畫編號:NSC102-2221-E182-019-MY2