M2點(diǎn)樣儀制備生物傳感器芯片在鼻咽癌免疫標(biāo)志物檢測中的應(yīng)用

免疫檢查點(diǎn)（Immune Checkpoint）是一類免疫抑制分子。免疫檢查點(diǎn)阻斷療法，則通過抑制程序性死亡受體及其配體結(jié)合,提高宿主免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的攻擊性。尤其是免疫檢查點(diǎn)阻斷(ICB)抑制劑的發(fā)現(xiàn)，極大改善了癌癥患者的預(yù)后�；�于液體活檢的生物標(biāo)志物體外診斷方法，可使ICB治療盡可能延緩腫瘤進(jìn)展、延長患者生存期并提高患者生活質(zhì)量。與目前臨床化學(xué)發(fā)光和吸光度法的酶聯(lián)免疫吸附檢測（ELISA）相比，熒光免疫法（FIA）不依賴于酶活性或底物濃度，具有更好靈敏度，然而熒光團(tuán)的低量子產(chǎn)率，有限的光穩(wěn)定性和強(qiáng)自身熒光背景等因素制約，難以被臨床廣泛應(yīng)用。

近年納米技術(shù)的發(fā)展，促使具有表面等離子體共振的金屬納米結(jié)構(gòu)，可通過金屬熒光增強(qiáng)效應(yīng)（MEF）有效放大熒光信號，以達(dá)到高敏診斷，同時(shí)長波近紅外熒光(NIRF)具有較低的自身熒光干擾，明顯提高檢測結(jié)果的靈敏度和信噪比。因此，高靈敏度、高通量、能同時(shí)檢測多種生物標(biāo)志物的體外診斷方法，對于推動腫瘤患者的診斷、治療和預(yù)后尤為重要。
來自華南腫瘤國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省鼻咽癌診療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及中山大學(xué)腫瘤防治中心的楊江教授報(bào)道了一種基于生物傳感器，用于高敏檢測可溶性免疫檢查點(diǎn)預(yù)測分子sICAM-1（細(xì)胞間黏附分子-1）和sPD-L1（細(xì)胞程序性死亡-配體1）的文章，題目為“A near-infrared fluorescence-enhancing plasmonic biosensing microarray identifies soluble PD-L1 and ICAM-1 as predictive checkpoint biomarkers for cancer immunotherapy”于2023年8月發(fā)表在國際生物傳感器權(quán)威雜志Biosensors and Bioelectronics上。
 
該研究團(tuán)隊(duì)合成了一種基于金納米島狀結(jié)構(gòu)（AuNIS）的增強(qiáng)近紅外熒光微陣列免疫分析 (eFMIA)生物傳感器，具有豐富的納米間隙，可將結(jié)構(gòu)對稱的IRDye78熒光分子的近紅外熒光放大200倍以上。此外，利用M2非接觸式壓電驅(qū)動的生物打印技術(shù)（該打印技術(shù)具有分辨率高、打印速度快、高生物活性、材料浪費(fèi)低等優(yōu)勢），多項(xiàng)性能優(yōu)于傳統(tǒng)的FIA和ELISA。eFMIA能檢測腫瘤患者隊(duì)列中sICAM-1和sPD-L1的標(biāo)志物差異水平，發(fā)現(xiàn)相較于部分緩解（PR）的病人隊(duì)列，疾病進(jìn)展（PD）隊(duì)列中存在sPD-L1高表達(dá)，sICAM-1低表達(dá)（見圖1）。  
作者使用德國M2-Automation公司的iTWO-200非接觸式生物芯片點(diǎn)樣儀，制備微孔板微陣列。點(diǎn)樣環(huán)境的濕度為60%，溫度為25℃，壓電式皮升級噴頭的點(diǎn)樣體積為180 pL /滴，每個(gè)點(diǎn)重復(fù)5次。樣品點(diǎn)印在納米金結(jié)構(gòu)包被的孔板上，隨后使用生物素標(biāo)記（IRDye78）的抗體孵育，熒光強(qiáng)度通過AzureSpot軟件的NIFR檢測及液滴點(diǎn)印穩(wěn)定性分析（見圖2）。
為了進(jìn)一步利用eFMIA檢測腫瘤相關(guān)的生物標(biāo)志物，作者培養(yǎng)了兩種人鼻咽癌細(xì)胞系S26和C666-1，首先通過RT-qPCR對ICAM-1和編碼PD-L1的CD274 mRNA表達(dá)進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)在C666-1細(xì)胞中mRNA和蛋白表達(dá)均高于S26細(xì)胞。此外，ICAM-1和PD-L1在人血漿、血清以及PBS中無顯著差異。眾所周知，PD-L1存在于腫瘤細(xì)胞中以膜結(jié)合的形式抑制T細(xì)胞的免疫活性。為了檢測鼻咽癌細(xì)胞是否會釋放PD-L1，作者在C666-1細(xì)胞培養(yǎng)上清液中檢測到分泌的PD-L1，且分泌水平隨時(shí)間和C666-1細(xì)胞數(shù)量的增加而增加。從臨床角度而言，識別低豐度或微量變化的生物標(biāo)志物具有重大的臨床意義。因此，作者招募了28名接受抗PD -1 ICB治療的癌癥患者，在第一次給藥前1天采集血清進(jìn)行eFMIA測定。結(jié)果顯示，治療前血清sPD-L1水平PD患者顯著高于PR患者(0.42 vs 0.18 ng /mL)，相反，PR患者血清sICAM-1水平高于對照組PD患者 (0.92 vs. 0.60 ng /mL)（見圖3）。
研究者基于金屬熒光增強(qiáng)MEF效應(yīng)，制備了檢測腫瘤患者外周血液樣本中生物標(biāo)志物的生物傳感器。該傳感器具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、高通量優(yōu)勢，可同時(shí)檢測多種biomarker，且標(biāo)志物之間相互干擾小，有望幫助臨床醫(yī)生決策、應(yīng)用患者分層和預(yù)測ICB治療療效。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115633

M2-Automation成立于2003年，總部位于德國柏林，是一家創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)公司，專注于皮升/納升級-超微量/微量、非接觸式自動化移液和生物芯片點(diǎn)樣技術(shù)。

* 定位精度高，點(diǎn)樣體積精準(zhǔn)、重復(fù)性好；
* ​全程自動化點(diǎn)樣，配置靈活，環(huán)境控制、平臺、噴頭等可定制；
* ​制備核酸芯片、基因芯片、多糖芯片、蛋白芯片、小分子化合物芯片以及細(xì)胞芯片；
* ​進(jìn)行微孔板點(diǎn)樣、微針／微柱點(diǎn)樣、覆膜芯片點(diǎn)樣、酶液點(diǎn)樣；
* ​生物傳感器點(diǎn)樣，微流控芯片點(diǎn)樣，電化學(xué)芯片點(diǎn)樣、光電芯片點(diǎn)樣等；
* ​用于POCT臨床快檢、多重標(biāo)記物免疫檢測、分子診斷、血糖監(jiān)測、靶點(diǎn)篩選等領(lǐng)域。
 
環(huán)亞生物科技（APG BIO）作為德國M2-Automation公司中國區(qū)獨(dú)家代理，為客戶提供生物芯片點(diǎn)樣、掃描以及高通量篩選的整體解決方案和服務(wù)。