技術專家眼中流式細胞儀的「用武之地」

2020-11-24 儀器信息網

圖片源自：GEN官網

流式細胞儀憑藉其獨特的檢測原理和強大的螢光抗體技術在疾病的早期診斷中發揮不可替代的作用，對於這種熟悉的技術，流式細胞儀的應用仍存在許多驚喜。例如，流式細胞儀越來越接近臨床醫生、環境現場工作人員和食品安全檢查員。流式細胞儀也在傳統應用領域中找到了新的用途，例如研究型實驗室和生物製藥生產線。未來流式細胞儀將與組織學診斷、分子診斷等完整地結合在一起，為臨床提供更準確、更完整的疾病診斷報告。

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來自不同流式細胞儀供應商的三位技術專家分別就流式細胞術的廣泛應用以及在非傳統領域的應用作了分享，供廣大儀器用戶了解學習。三位技術專家分別為艾森生物流式細胞儀全球支持經理Garret Guenther，賽默飛世爾抗體、免疫分析、蛋白質和細胞分析副總裁兼總經理Dara Grantham Wright和伯樂實驗室細胞生物學全球應用及協作經理Yasha Talaga。

問題一：流式細胞儀作為研究工具不斷發展。在實驗室外，流式細胞儀在哪些方面做出了重要貢獻？

Guenther：流式細胞儀的臨床應用包括驗證移植前的造血幹細胞和識別癌症及免疫缺陷病中存在的免疫細胞亞群異常。隨著儀器變得越來越小並且更容易操作，流式細胞儀也開始用於疾病篩查診斷。

此外，科學家正在將流式細胞儀應用於從生物製造和生物加工監測（包括水質測試和農業和食品安全認證）到獸醫學、海洋學和生態學研究。 鑑於其在溶液中檢測和定量分析的高通量能力，流式細胞儀系統將很快適應各種研究機構和工業部門。

艾森生物流式細胞儀全球支持經理 Garret Guenther

Wright：流式細胞儀是一種非常強大的單細胞分析工具。 近年來，隨著螢光標記物數量的增加，流式細胞儀的 「多路復用」能力也隨著增加。 我們現在可以在單細胞解析度下分析包括蛋白質和核酸在內的數十種「標記物」，同時得出有價值的種群統計數據。

展望未來，流式細胞儀需要越來越簡化。今天，它仍然被認為是一種高度複雜的技術。隨著流式細胞儀越來越多地被應用於新的領域，特別是在非傳統的免疫學工作流程中，該技術將通過更加智能的儀器和預配置試劑來實現簡單化流程。

賽默飛世爾抗體、免疫分析、蛋白質和細胞分析副總裁兼總經理Dara Grantham Wright

Talaga：流式細胞儀在臨床診斷中一直很重要。 最近，流式細胞術已被用於改進小顆粒的分析，例如循環外泌體，其有望用於液體活檢。現如今，流式細胞儀正在進入單細胞分析領域。由於流式細胞儀能夠從小樣本中收集大量信息，我們預計在不久的將來，更多的科學家將對生物和臨床樣本中的單細胞進行分析。

伯樂實驗室細胞生物學全球應用及協作經理 Yasha Talaga

問題二：短短幾年的時間，CRISPR已成為風靡科研圈的基因編輯工具。這一被譽為「世紀發現」的魔剪革新了生物醫學研究，並為基因疾病以及其它疾病的治療帶來了新的希望。流式細胞儀如何促成基因編輯術「CRISPR熱潮」？

Guenther：CRISPR技術具有直接或間接治療各種疾病的巨大潛力。 作為CRISPR工具，流式細胞術對於驗證CRISPR執行正確靶向以及測量基因編輯功能效果非常重要。流式細胞術可用於鑑定CRISPR的功能靶標（特別是在免疫細胞中），以監測細胞因子的產生和表面標誌物的變化。 此外，隨著高通量自動採樣功能的進步，流式細胞儀可以很容易地用作CRISPR的篩選平臺。

Wright：隨著基因編輯技術日益成熟，細胞分析工具的需求也在增加。 在最簡單的層面上，如果我們修改單元格的「編程」，我們會影響其功能，因此我們需要技術來幫助我們分析下遊發生的情況。 我們是否破壞、誘導或改變了蛋白質的產生？ 目標細胞群體內修飾的效率如何？ 我們的「編輯」會影響細胞功能的其他方面嗎？ 是否存在意外或脫靶效應？ 隨著基因編輯領域的發展，流式細胞儀和功能細胞分選將成為幫助回答這些問題越來越重要的技術。

Talaga：在過去幾年中，大量公司在CRISPR從確定轉染率到分選細胞的過程中使用流式細胞儀。 我們已經確定，流式細胞術正在推動這些科研活動的開展。在伯樂，我們將流式細胞儀納入了我們的CRISPR工作流程。 除了監測轉染和富集細胞群外，我們還用流式細胞儀來確認「編輯」和進行下遊分析。通過配對多種工具和技術，提高了我們的工作效率。

問題三：現在流式細胞儀已應用於免疫學，是否會出現新的應用以推進免疫治療？

Guenther：隨著免疫治療領域的不斷擴大，流式細胞儀將在各種免疫療法的開發中發揮重要作用。 我發現該方法主要涉及治療期間和治療後細胞驗證過程的質量控制以及監測患者的治療細胞。

免疫細胞的許多細胞亞群和功能標記可以通過流式細胞術快速有效地分析，因此流式細胞術也可以用於預測脫靶效應。最後，一個新興領域是將流式細胞儀整合到多組學中，可實現精確醫學在免疫腫瘤學中的應用。

Wright：傳統免疫學的基礎是免疫功能，既有先天性，也有後天性。免疫療法也不例外，我們需要了解腫瘤對逃避免疫反應的作用，以及可以利用先天和適應性免疫系統的特點來完全消除或者避免腫瘤。

科學家們正在利用流式細胞儀以及聲學聚焦流式細胞儀等新技術對腫瘤微環境進行研究。這些技術在這一研究領域非常重要，因為它們可以處理組織樣本，並且可以對稀有細胞群進行有效分析。

Talaga：慢性病毒感染和癌症一直試圖逃避免疫系統。今天，我們認識到免疫系統不能被孤立進行研究。相反，必須認識到它與微生物組的關係，以及它對聯合治療的（潛在）脆弱性。 我們一直在學習跨越科學學科並交流知識和技術。

這種跨學科工作和知識共享的結合反過來又形成了我們所謂的「新興免疫療法時代」。那些將流式細胞儀納入更大工作流程（例如包括PCR檢測）的科學家正在取得更大的成功。例如，PCR檢測之後會進行電穿孔和流式細胞術應用，使研究者能夠獲得關於幹細胞的新知識，並將其應用於臨床工作中。

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