基于微流控的多重熒光數字PCR可用于乳腺癌的靶向治療

數字PCR是一種用于基因檢測的絕對定量方法，具有前所未有的準確度和精確度，正成為撬動精準醫學發展的新支點。它是繼實時定量PCR技術之后的第三代PCR基因檢測技術，在液體活檢、腫瘤伴隨診斷、無創產前篩查、病原體載量監測等方面具有重要應用前景。

遺憾的是，目前在數字PCR市場，主流產品還是被歐美跨國公司的高端儀器所占據，如國際醫療巨頭羅氏就在2018年推出了一款正在研發的數字PCR儀，并計劃進行臨床商業化推廣。但數字PCR技術在臨床應用上仍然存在幾個挑戰，包括降低成本、集成儀器平臺和簡化實驗操作，這都需要進一步解決。欣喜的是，經過中國科學家的不懈努力，我國已經在數字PCR技術研發上邁出了一大步。

據悉，中國科學院微生物研究所微生物資源前期開發國家重點實驗室杜文斌團隊最近報道了一種可重復使用的微流控芯片，該芯片基于階梯乳化（Step Emulsification）產生納升液滴陣列，用于同時對8個樣品進行片上多重熒光數字PCR。團隊將該芯片應用于臨床樣本乳腺癌HER2拷貝數變異的定量評估，驗證了多重數字PCR性能，平行檢測結果與美國賽默飛公司的QuantStudio 3D數字PCR儀一致，這對于乳腺癌的靶向治療和預后具有重要臨床應用價值。

這種低成本、用戶友好的設備可廣泛應用于各種應用，在普通實驗室僅需一臺平板PCR儀和小型氣壓泵即可開展數字PCR擴增。

上述研究結果2019年1月4日在線發表于國際主流學術期刊Analytical Chemistry。中國科學院微生物研究所博士生聶夢月為第一作者。該工作得到國家重點研發計劃《戰略性國際科技創新合作重點專項》的支持。

杜文斌團隊一直致力于國產化數字PCR技術的研制，探索低成本差異化創新策略。其主持的國家重點研發計劃《新一代高通量數字PCR關鍵技術及應用研究》項目自2016年立項以來，自主開發了低成本界面振動乳化（Interfacial Emulsification）技術（Analytical Chemistry， 2017， 89， 745-750； Analytical Chemistry， 2016， 88， 3171-3177），完成了一體化全自動數字PCR原理樣機研發，取得了重要階段性進展。所研發的樣機可同時進行24個樣品分析，納升液滴制備、溫控擴增、及多通道熒光檢測全自動完成，檢測時間縮短至3小時。

這一擁有中國自主知識產權的創新數字PCR系統，依靠低成本液滴生成技術，無需微加工芯片耗材，使用成本極低，突破了現有設備的局限，有望為低成本、高通量、易用型數字PCR技術的普及打開新的局面。

由于定量的精確性和可靠性，以及市場的前瞻性和技術領先性，數字PCR技術正成為撬動精準醫學發展的新支點，并在體外診斷領域開辟出了又一嶄新藍海。相信在不久的將來，國人在孕婦產前篩查、腫瘤伴隨診斷、液體活檢等的時候，都可以用上中國自主研發的數字PCR儀，不僅精準性比肩歐美，還能大幅縮減疾病的檢測治療費用，最終促進中國健康產業更快更好地發展！