“芯片上的蠕虫”可用于肺癌的无创诊断

狗有惊人的嗅觉。在实验室中，一种更简单的生物，秀丽隐杆线虫，可以通过追踪气味轨迹向癌细胞爬行。最近，在美国化学学会的春季会议上，明基大学的研究人员报告了一种利用蠕虫检测肺癌细胞的设备。这种“芯片上的蠕虫”有一天将帮助医生以早期和非侵入性的方式诊断癌症。

目前，医生通过影像学检查或活检来诊断肺癌，但这些方法通常无法在早期发现肿瘤。因此，研究人员决定利用秀丽隐杆线虫来开发一种非侵入性的癌症诊断方法，因为这种蠕虫非常小(约1毫米长)，易于在实验室中生长，并且具有非凡的嗅觉。

与正常细胞相比，肺癌细胞会产生一组不同的气味分子，而生活在土壤中的秀丽隐杆线虫会被某些气味吸引或排斥。因此，研究人员将线虫放入培养皿中，加入人类尿液，可以观察到线虫优先爬向癌症患者的尿液样本。

研究小组用聚二甲基硅氧烷弹性体制作了一个芯片。芯片的每一端都有一个孔，该孔通过一个通道与中心腔室相连。研究人员将芯片放在琼脂平板上。在芯片的一端，他们加入了一滴来自肺癌细胞的培养基，在另一端，他们加入了来自正常肺成纤维细胞的培养基。他们将蠕虫放入中央室，一小时后，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，odr-3气味受体基因突变的蠕虫没有表现出这种优先行为。

研究人员估计，这种设备在稀释的细胞培养基中检测癌细胞的有效性约为70%。他们希望通过使用之前暴露于癌细胞培养基的蠕虫来提高这种方法的准确性和灵敏度。通过优化用于检测培养的肺癌细胞的芯片蠕虫，研究小组计划继续测试尿液、唾液甚至人类呼出的气体，以确定这种方法是否可以在早期检测患者的肺癌。在其他使用芯片蠕虫的研究中，研究人员发现了将秀丽隐杆线虫吸引到肺癌细胞的特定气味分子，包括一种叫做2-乙基-1-己醇的挥发性有机化合物。研究人员推测，2-乙基-1-己醇的气味可能与他们喜欢的食物相似。

秀丽隐杆线虫是一种无毒无害、能独立生活的线虫。也是分子生物学和发育生物学领域的模式生物。在人类生物学研究史上，这种微小而简单的虫子也做出了巨大的贡献。在线蠕虫中首次揭示了——细胞的凋亡现象。这一次，研究人员发现线虫可以闻到肺癌细胞，并移动到这些细胞中。目前chip worm检测稀释细胞培养液中癌细胞的有效率在70%左右，准确性有待进一步提高。然而，根据线虫喜欢的味道来检测早期癌症似乎是一种很有前途的方法。