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癌症是仅次于心血管疾病的第二大死亡原因，年，有万人死于癌症，而超过2/3的癌症死亡病例发生在中低收入国家。
在多种类型的癌症中，乳腺癌是女性中发病率第一的，在发达国家，使用乳腺X线摄影进行乳腺癌的筛查已经很普遍，液体活检等技术也在兴起中。但是在中低收入国家，通常是出现明显症状后，才会进行检查，甚至在一些国家，由于医护人员、样本采集和样本处理过程等各方面的不足，活检诊断需要花费几个月的时间[1]。
这些问题带来的诊断延迟显然会增加患者的疾病进展和死亡风险。
为了让筛查和诊断更加快捷便利，医院的研究人员开发了一个新的乳腺癌诊断设备CytoPAN，只需要一个小时，就能够对乳腺癌进行诊断，还可以判断不同亚型，在一个68人的小型验证队列中，CytoPAN的准确度达到了%，HER2阳性亚型的准确度为96%，雌激素/孕激素受体（ER/PR）阳性的准确度为93%。
CytoPAN的外观，图片医院
研究结果以封面推荐的形式发表在了《科学转化医学》杂志上[2]。
CytoPAN的整体工作流程是这样的，首先，通过细针穿刺抽吸（FNA）的方法从受检者那里获得细胞样品，然后将它们短暂固定，再用试剂盒处理样品，试剂盒中主要含有所有乳腺癌诊断需要的抗体，包括四种识别癌细胞的组合：上皮细胞粘附分子（EpCAM）、表皮生长因子受体（EGFR）、黏蛋白（MUC1）和HER2，以及用来区分不同亚型的ER、PR和HER2。
然后用CytoPAN对染色细胞进行分析，使用开发的算法来识别癌细胞，将其与其他的宿主细胞分离并提取含有的生物标记信息，最终给出一份诊断报告，包含受检者样品中的癌细胞数量和分子亚型。
CytoPAN的工作流程[2]
CytoPAN的硬件包括光源、光学成像模块和带有霍尔传感器作为定位开关的定制样品架，组合之后只有20cm*20cm*28cm大小，成本大约为美元，如果用价格更低的替代组件的话，成本最低能降到美元。对比结果显示，CytoPAN输出的图像和商用显微镜获得的图像在质量上基本一致。
研究人员还优化了样品的固定方法、样品制备和免疫染色时间等，以及在中低收入国家比较严苛的环境条件下使用时，冻干抗体的储存温度难以达到要求，因此他们通过增加25%的抗体初始量，从而保证分析信号与新鲜未冻干的抗体保持相当的水平。
接下来就万事俱备，只欠测试了。研究人员先在不同亚型的乳腺癌细胞系中进行了测试。和预料的结果几乎没有出入，在三阳性（ER/PR/HER2+）细胞系中，CytoPAN也给出了ER/PR/HER2均为阳性的结果，而三阴性细胞系的结果也均为阴性。MCF7细胞系（ER/PR+HER2-）中ER/PR信号均为阳性，HCC细胞系（ER/PR-HER2+）中只有HER2信号为阳性。
此外，CytoPAN与流式细胞仪的检测结果也是高度一致的。
在异种移植的小鼠中，通过细针穿刺抽吸获得的样品，经过CytoPAN检测也得到了和重复活检一致的结果。当肿瘤长大到5-7mm时，需要对小鼠进行2-5次穿刺抽吸，获得的细胞数量足够进行CytoPAN分析，抽吸获得的细胞包括癌细胞和其他宿主细胞，在分析时也能够被良好区分。
移植了不同亚型细胞系的小鼠，CytoPAN可以准确判断它们的分子亚型，研究人员还在不同的日期进行了检测，结果也是同样的，这证明了检测结果的可重复性。
最后，基于细胞实验和小鼠实验的成功，研究人员在医院招募了68名患者，患者手术得到的肿瘤样本或核心活检的样本作为对照的金标准。
68名患者中，有63名（93%）通过获得了细针穿刺抽吸获得了足够数量的细胞。CytoPAN平均分析了每位患者的个细胞，其中有3人癌细胞标志物阳性的细胞数量较少，无法定性，其余的60人中，有55例为乳腺癌，5例为乳腺良性病变，和手术/活检的结果完全一致，准确度（曲线下面积AUC）达到%。
CytoPAN对不同亚型的判断准确度也令研究人员很满意，55例乳腺癌患者中，有51例ER/PR阳性，53例HER2阳性，CytoPAN的AUC也达到了93%和96%。问题主要来自于6名患者，其中2人的CytoPAN检测结果显示HER2阳性，但与金标准对比表明是假阳性，另外4人则是出现了ER/PR的假阴性结果。
乳腺癌，ER/PR阳性乳腺癌和HER2阳性乳腺癌的AUC
研究人员认为，这可能和肿瘤不同区域的活检结果不一致等原因有关，技术问题的可能性是比较小的。
总的来说，CytoPAN在小型临床测试中取得了非常不错的成果，它也符合研究人员们对快速检测设备的预期：首先，在一天以内得到结果，最大程度上减少患者的随访损失；其次，使用细胞样品而非组织，避免需要长时间的包埋和染色程序；第三，可以一次性对大量细胞进行多种标记分析；第四，自动化读数，尽量减少医生的个人水平对结果的影响；第五，包含自校准和质量控制体系。
研究人员表示，未来，CytoPAN的试验应该在更多的欠发达地区进行，使用更广泛的生物标记物，在大的患者群体中也保持高准确度，让更多女性受益[3]。
参考资料：
[1]NelsonAM,MilnerDA,RebbeckTR,etal.OncologicCareandPathologyResourcesinAfrica:SurveyandRe
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