狗可以利用它们令人难以置信的嗅觉来嗅出人类呼吸、血液和尿液样本中各种形式的癌症。同样，在实验室中，一种更简单的生物体，即秀丽隐杆线虫，通过追踪气味轨迹向癌细胞蠕动。现在，科学家们报告了一种使用微小蠕虫检测肺癌细胞的设备。这种“芯片上的蠕虫”有朝一日可以帮助医生在早期无创诊断癌症。
参与该项目的研究生 Nari Jang 说，癌症的早期诊断对于有效治疗和生存至关重要。因此，癌症筛查方法应该是快速、简便、经济和无创的。目前，医生通过影像学检查或活组织检查来诊断肺癌，但这些方法通常无法在早期阶段检测到肿瘤。尽管可以训练狗嗅出人类癌症，但将它们放在实验室中并不实用。因此，该项目的首席研究员 Jang 和 Shin Sik Choi 博士决定使用称为线虫的蠕虫，这种蠕虫很小(约 1 毫米长)，易于在实验室中生长，并且具有非凡的嗅觉，开发非侵入性癌症诊断测试。
“与正常细胞相比，肺癌细胞会产生一组不同的气味分子，”韩国明知大学的 Choi 说。“众所周知，居住在土壤中的线虫C. elegans会被某些气味吸引或排斥，因此我们想出了一个想法，即蛔虫可用于检测肺癌。” 其他研究人员已将线虫放入培养皿中并添加人尿滴，观察到线虫优先爬向癌症患者的尿液样本。Jang 和 Choi 想要制作一种准确、易于测量的测试形式。
因此，该团队用聚二甲基硅氧烷弹性体制作了一个芯片，该芯片的每一端都有一个孔，通过通道连接到一个中央腔室。研究人员将芯片放在琼脂板上。在芯片的一端，他们添加了一滴来自肺癌细胞的培养基，在另一端，他们添加了来自正常肺成纤维细胞的培养基。他们将蠕虫放置在中央腔室中，一个小时后，他们观察到比正常培养基更多的蠕虫爬向肺癌培养基。相比之下，具有称为 odr-3 的气味受体基因突变的蠕虫没有表现出这种优先行为。
基于这些测试，研究人员估计该设备在检测稀释细胞培养基中的癌细胞方面的效率约为 70%。他们希望通过使用之前暴露于癌细胞介质中的蠕虫来提高该方法的准确性和灵敏度，因此对癌症特异性气味分子有“记忆”。一旦该团队优化了用于检测培养的肺癌细胞的芯片蠕虫，他们计划继续测试尿液、唾液甚至人类呼出的气体。“我们将与医生合作，以确定我们的方法是否可以在早期检测患者的肺癌，”Choi 说。他们还计划在多种形式的癌症上测试该设备。
在使用芯片蠕虫的其他研究中，研究人员确定了吸引秀丽隐杆线虫对肺癌细胞的影响，包括一种称为 2-乙基-1-己醇的挥发性有机化合物，它具有花香。“我们不知道为什么秀丽隐杆线虫会被肺癌组织或 2-乙基-1-己醇所吸引，但我们猜测它们的气味类似于它们最喜欢的食物的气味，”Jang 说。
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