澳門大學微電子研究院副教授賈艷偉領導的研究團隊研發出一種基於半導體芯片的單細胞電阻抗藥物篩選平台，可直接從臨床腫瘤組織中精準區分癌細胞與非癌細胞，並在此基礎上同步評估藥物的療效與毒性。系統將可望用於臨床醫生用藥指導，實現科技成果轉化，協助粵港澳大灣區科技創新建設。研究成果已獲國際知名期刊《Advanced Science》刊登，並被選為期刊封面。
近年來，精準醫療已成為醫學領域的熱門話題。腫瘤精準醫療旨在根據腫瘤獨特的細胞和分子特徵，為個別癌症患者量身定制治療策略，以達到最佳治療效果。臨床醫生會分析個別腫瘤的基因突變或其他分子特徵，以最大限度地提高治療效果。然而，由於藥物路徑錯綜複雜，涉及眾多基因，僅根據特定基因突變預測療效存在挑戰。原發性腫瘤細胞的藥物篩選可直接評估藥物對特定腫瘤的療效，促進癌症的個人化治療。微流控平台的應用已實現利用限量的活檢樣本進行藥物篩選，從而實現癌症精準醫療。然而，現有技術都面臨一個不可避免的問題：並非所有原發性腫瘤細胞都是癌細胞。
因此，澳大此項研究透過開發一個整合單細胞辨識和藥物篩選於同一半導體芯片上的系統，該系統可以同時獲得藥物對癌細胞的療效和對非癌細胞的毒性。在這個半導體芯片上建構了一個積體電路，用於單細胞電阻抗感測，該電路能夠對極弱訊號進行單細胞電阻抗感測，從而在不影響細胞活力的情況下區分癌細胞和非癌細胞。已使用乳腺癌、肺癌和肝細胞係以及臨床患者的肝癌樣本驗證了單細胞識別，腫瘤組織的診斷結果與臨床病理結果一致。單細胞識別後，在同一芯片上進行藥物篩選，以在乳癌模型和臨床肝癌患者中雙重評估藥物的療效和毒性。芯片上的藥物篩選結果已透過乳腺細胞系的芯片外對應實驗得到驗證。在IC-ECIS芯片上篩選出的藥物的有效性或無效性，與透過個別肝腫瘤外顯子定序確定的藥物相關基因中特定突變的存在與否相符，從而驗證了該方法在精準醫療中的應用。
研究團隊表示，該技術能夠為臨床醫生和病人提供可靠的用藥指導，相比基因測序，設備成本低廉，有望實現大規模生產，實現全民精準醫療。此外，該技術已實現科技成果轉化，孵化珠海普羅精準醫療科技有限公司進行產業化，並在中山大學第三附屬醫院和廣州醫科大學附屬第一醫院開展臨床應用。
研究的通訊作者為賈艷偉副教授，博士研究生惠文豪和助理教授李家明為共同第一作者；廣州醫科大學附屬第一醫院主任醫師王平和中山三院主任醫師易述紅為共同通訊作者；澳大教授馬許願和麥沛然，模擬與混合信號集成電路全國重點實驗室的技術和管理團隊為該研究作出了重要貢獻。
該研究由澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：FDCT 0029/2021/A1、FDCT0168/2023/RIA3、FDCT004/2023/SKL）、澳門大學[MYRG2023-00034-IME，MYRG-GRG2023-00092-IME] 以及何鴻燊博士醫療拓展基金會[SHMDF-OIRFS/2024/001]資助。
原文可瀏覽：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202503131
