癌症治疗一向是愈早期效果愈好，如果用1cc的血就能抓出目前体内所有种类肿瘤细胞，那会是多么令人兴奋的事。而找到癌细胞后若能将药物精准地放到病灶所在，如果中间血管堵塞了能够用药疏通，癌症的存活率必能有效提升。

微流体芯片捕捉肿瘤细胞

如何在癌症一开始就发现它？美国密歇根大学的研究者，利用“微流体”（注）芯片补捉血液中四处流窜的循环肿瘤细胞，还可以借此监控细胞的成长过程，获得研究数据。这项研究刊登在最新一期“自然奈米科技”网站。

这款芯片利用石墨烯氧化物制作，未来可望协助医师更便利地诊断癌症，也不必用传统的活检方式就能对癌细胞做出更精确的预测。研究者 Diane Simeone 医师指出，循环肿瘤细胞是癌症早期诊断的关键角色，而透过芯片还可以针对进行中的疗法有什么反应进行监控。同时，监控循环肿瘤细胞也可以让我们对癌症主要死亡原因：肿瘤细胞的转移或散布的机制有更多了解。

▲透过“微流体”芯片可做癌症相当早期的诊断。(Photo Credit: University of Michigan)

不过，由于此类细胞在血液中数量不多─早期癌症病患每10亿个细胞中才有1个，因此要找到它们并分离出来是项挑战。团队负责人 Sunitha Nagrath 比喻说，如果这是要在草堆中找一根针，她可以用一块大磁铁。而所谓的大磁铁，就是他们在芯片上安置的许多如森林般紧密的分子链，上头有抗体负责捕捉循环肿瘤细胞，颇有奈米魔鬼沾的味道。

为了测试这款芯片，他们一次使用一毫升的血液实验，里面平均50亿到100亿细胞中仅有3到5个肿瘤细胞。实验结果，在超过10次实验中，捕捉到肿瘤细胞的成功率为73%。为了区别肿瘤细胞，他们使用萤光分子技术并用显微镜观察。他们也试着让乳癌细胞在芯片上生长超过6天时间，以观察它们的分布情形，量多一点也有助于研究分析。

▲一个肿瘤细胞已经附着在芯片上花瓣形接触面上。(Photo Credit: University of Michigan)

这款芯片目前确定可以捕捉胰、肺与乳房肿瘤细胞，特别的是，他们曾在一位早期肺癌患者身上捕捉到4种肿瘤细胞，这代表对于癌症早期诊断有相当大的帮助。

奈米碳管当药物载体

我们之前报导了“全球首台奈米碳管晶体电脑开发成功”，开启了奈米碳管的一项重要的应用，不过它好用的地方不止于此。利用奈米碳管与抗体合成的类似 DNA 结构分子，可以将治疗癌症的药物准确送到人体内肿瘤生长的部位。这项研究刊登在“自然奈米科技”(Nature Nanotechnology)网站。

利用特殊载体携带药物以更精确地找到病灶的确实位置，是近来生医界研究的方向之一，像 DNA 橡木桶也是采用相同的概念。不过奈米碳管的好处是它可以携带大量药物进入人体，而且最后可以经由肾脏排出体外。做法分成两阶段，首先抗体被修改成类似短链 DNA 的形状，接着奈米碳管也修改成短链型态跟抗体互补，当抗体找到肿瘤细胞时，便可与它紧紧绑在一起，再把药物释放出来。

▲奈米碳管示意图。(Photo Credit: Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)

特别的是，研究者还发现奈米碳管如果带有放射性同位素225Ac，还可以用来处理老鼠身上的淋巴瘤，因为奈米碳管很快就可以被清除干净，不会毒害身体。

降血压药辅助治疗癌症

老药新用一直是一条开发新疗法的捷径，而且说老实话，老药已经经过全世界无数鲜活的“白老鼠”试验过了，有什么问题大概也知道。我们之前有报导过阿斯匹灵与降胆固醇药 Statin 都有了新的用途，现在，另一款问市超过10年的老药 Losartan ，将有助于癌症化疗时的效果。这项研究由“美国新闻与世界报导：2013-2014美国年度最佳医院”中排名第二的麻省总医院 Rakesh K. Jain 博士团队提出，刊登在自然通讯(Nature Communications)杂志网站。

Losartan 是一种血管紧张素II抑制剂，其作用在促进血管舒张，过去一直应用在治疗高血压。Jain 的团队将 Losartan 搭配化疗一起使用，发现它可以促使血管流量增加，让药物与氧气更能输送到患有乳癌与胰脏癌的老鼠肿瘤内部。

他们先前的研究发现抑止肿瘤内胶原细胞生成有助于散布分子较大的一些药物，而这次的研究则是着重在像 Losartan 类的药物，是否有助于减低肿瘤内血管被压缩而不流通的情形。他们发现一种癌相关纤维细胞会产生胶原与玻尿酸，两者造成肿瘤细胞内血管被压缩，而 Losartan 可以降低这种细胞的活性。实验中单纯使用 Losartan 对肿瘤的生长没有显著影响，但搭配化疗后，肿瘤成长明显趋缓，增加了存活率。

▲蓝色为胶原细胞，绿色为血管。上图是 Losartan 用药前，胶原细胞压迫血管，下图是用药后，血管路径打通了。(Photo Credit: Vikash Chauhan, PhD, Steele Lab for Tumor Biology, Massachusetts General Hospital)

但是打开肿瘤内血管不也给了肿瘤细胞接收更多养份的机会？Jain 认为若是因此搭配化疗、放疗、免疫疗法等仍将带来好的结果。接下来他们将针对胰脏癌患者进行临床实验以验证在老鼠身上的实验效果。

有了一次找出各种肿瘤细胞的技术，再搭配精准的投药技术与打通交通要道的方法，配合以基因特征重新分类让癌症用药更为弹性，这样好像太过美好了些，不过也不是不可能啊。

(Opening Photo Credit: University of Michigan)

延伸阅读 全球首台奈米碳管晶体电脑开发成功 基因特征重分类 癌症疗法将大幅增加 DNA 橡木桶? 奈米魔鬼沾? 一探《极乐世界》医疗床的科学原理 降胆固醇Statin可能成为新万用药？ 阿司匹灵新用途：预防大肠癌？

注释 微流体(Microfluidics)：奈米机器人是我们相当熟悉的把机械元件微型化的结果，而微流体则是指操控液体的微型机械元件。这款微流体芯片也是一种把实验室整个微小化的具体案例，除了省时、携带方便，所需实验品剂量较少，污染程度低，安全性也比较高。（回到本文）

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