澳门大学微电子研究院副教授贾艳伟领导的研究团队研发出一种基于半导体芯片的单细胞电阻抗药物筛选平台，可直接从临床肿瘤组织中精准区分癌细胞与非癌细胞，并在此基础上同步评估药物的疗效与毒性。系统将可望用于临床医生用药指导，实现科技成果转化，协助粤港澳大湾区科技创新建设。研究成果已获国际知名期刊《Advanced Science》刊登，并被选为期刊封面。
近年来，精准医疗已成为医学领域的热门话题。肿瘤精准医疗旨在根据肿瘤独特的细胞和分子特征，为个别癌症患者量身定制治疗策略，以达到最佳治疗效果。临床医生会分析个别肿瘤的基因突变或其他分子特征，以最大限度地提高治疗效果。然而，由于药物路径错综复杂，涉及众多基因，仅根据特定基因突变预测疗效存在挑战。原发性肿瘤细胞的药物筛选可直接评估药物对特定肿瘤的疗效，促进癌症的个人化治疗。微流控平台的应用已实现利用限量的活检样本进行药物筛选，从而实现癌症精准医疗。然而，现有技术都面临一个不可避免的问题：并非所有原发性肿瘤细胞都是癌细胞。
因此，澳大此项研究透过开发一个整合单细胞辨识和药物筛选于同一半导体芯片上的系统，该系统可以同时获得药物对癌细胞的疗效和对非癌细胞的毒性。在这个半导体芯片上建构了一个积体电路，用于单细胞电阻抗感测，该电路能够对极弱讯号进行单细胞电阻抗感测，从而在不影响细胞活力的情况下区分癌细胞和非癌细胞。已使用乳腺癌、肺癌和肝细胞系以及临床患者的肝癌样本验证了单细胞识别，肿瘤组织的诊断结果与临床病理结果一致。单细胞识别后，在同一芯片上进行药物筛选，以在乳癌模型和临床肝癌患者中双重评估药物的疗效和毒性。芯片上的药物筛选结果已透过乳腺细胞系的芯片外对应实验得到验证。在IC-ECIS芯片上筛选出的药物的有效性或无效性，与透过个别肝肿瘤外显子定序确定的药物相关基因中特定突变的存在与否相符，从而验证了该方法在精准医疗中的应用。
研究团队表示，该技术能够为临床医生和病人提供可靠的用药指导，相比基因测序，设备成本低廉，有望实现大规模生产，实现全民精准医疗。此外，该技术已实现科技成果转化，孵化珠海普罗精准医疗科技有限公司进行产业化，并在中山大学第三附属医院和广州医科大学附属第一医院开展临床应用。
研究的通讯作者为贾艳伟副教授，博士研究生惠文豪和助理教授李家明为共同第一作者；广州医科大学附属第一医院主任医师王平和中山三院主任医师易述红为共同通讯作者；澳大教授马许愿和麦沛然，模拟与混合信号集成电路全国重点实验室的技术和管理团队为该研究作出了重要贡献。
该研究由澳门特别行政区科学技术发展基金（档案编号：FDCT 0029/2021/A1、FDCT0168/2023/RIA3、FDCT004/2023/SKL）、澳门大学[MYRG2023-00034-IME，MYRG-GRG2023-00092-IME] 以及何鸿燊博士医疗拓展基金会[SHMDF-OIRFS/2024/001]资助。
原文可浏览：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202503131
