
在医学域,病患的个化疗是和提疗的要害。然而,传统的药物敏锐检测,其药分型的药物孵育需数天至数周,关于儿童T细胞急淋巴细胞白病(T-ALL)等侵袭,不仅延误了临床有谈论,还因依赖批量细胞分析而忽略了内异质等要害特征马鞍山储罐保温工程,成为个化疗中难以逾越的瓶颈。因此,如何终了快速、且单细胞分辨率的药物敏锐瞻望,成为攻克白病疗艰苦的中枢冲破口。
针对这逆境,来自好意思国犹他大学、圣犹大儿童谈论病院及宾夕法尼亚大学的谈论团队,告捷开发了种名为“μPharma”的微流控东谈主工智能药理分型平台,立异域融微流控疫荧光检测与AI机器学习模子,可在4小时内对白病单细胞药物敏锐进行瞻望。该平台需径直药物袒露、仅通过预处理生物标记物检测,终了快速、单细胞分辨率的药物敏锐预判(图1)。谈论效果以“μPharma: A microfluidic, AI-driven pharmacotyping platform for single-cell drug sensitivity prediction in leukemia”为题于2026年3月发表于《Med》期刊。
图1 μPharma平台简明走漏图及InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪参与过程
μPharma平台讹诈数字微流控疫荧光检测模块,对微量悬浮白病细胞进行自动化固定、透化、紧闭及多重荧光染。随后,这些承载着单细胞卵白信息的生物芯片,通过InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪进行成像读取。该扫描仪领有多激光光源、共聚焦光路及立PMT检测器,可同期拿获多个卵白靶点在亚细胞结构的隐微荧光信号,为单细胞生物标记物的检测与分析提供了技巧撑抓。
在μPharma谈论中,InnoQuant对1500个单细胞进行了5个通谈(Actin, LCK, pLCK, BCL2, pBCL2)的精度同步成像,走漏分辨了每个细胞的情势限制及各方向卵白的抒发与空间踱步(图2),为后续分析提供了数据基础。
图2 μPharma平台经数字微流控(DMF)检测后,由InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪拿获多通谈荧光的成像摈弃:白病单细胞中磷酸化卵白(pLCK和pBCL2)、总卵白(LCK和BCL2)及基于肌动卵白Actin的细胞情势的单细胞多重抒发特征
基于这些质地成像数据,谈论团队告捷考据了pLCK算作达沙替尼敏锐生物标记物的可靠,并次发现pBCL2可算作维奈克拉敏锐的瞻望标记物。在T-ALL细胞系中,InnoQuant拿获的pLCK信号差异达沙替尼敏锐与耐药细胞的ROC弧线底下积(AUC)达0.826,而pBCL2差异维奈克拉敏锐与耐药细胞的AUC达0.900(图3)。在迫临临床的患者开头异种移植(PDX)模子中,瞻望得到跳跃考据,pLCK差异达沙替尼敏锐的AUC达到0.902,pBCL2(扼杀特殊亚型)差异维奈克拉敏锐的AUC为0.862(图4G、5H)。
图3 T-ALL细胞系中磷酸卵白抒发可瞻望药物敏锐,包括pLCK差异达沙替尼敏锐/耐药细胞ROC分析(A)和pBCL2差异维奈克拉敏锐/耐药细胞ROC分析(B),通盘荧光定量数据均由InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪拿获与分析
图4 14例不同分子亚型的T-ALL患者开头异种移植(PDX)模子样本中磷酸卵白抒发与药物敏锐的关联分析。其中,(A)PDX 细胞制备过程走漏图:展示T-ALL PDX模子的构建与细胞获得过程:从患者样本网罗、流式分选富集白病细胞,到移植入疫弱势小鼠、成瘤后收成纯化 PDX 细胞,为后续实践提供迫临临床的白病细胞模子;(B)PDX样本单细胞多重荧光成像图:由InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪拿获的14例PDX样本荧显豁微图像,走漏呈现肌动卵白Actin、pLCK、LCK、pBCL2、BCL2 的单细胞抒发与踱步特征,直不雅反馈不同PDX样本的卵白抒发异质;(C-D)PDX样本单细胞磷酸卵白pLCK、pBCL2强度踱步,两者径直体现磷酸卵白抒发与药物敏锐的单细胞水平关联:(C)pLCK在各PDX样本中的单细胞荧光强度踱步,达沙替尼敏锐样本(红标注)均阐明出显赫的pLCK抒发;(D)pBCL2在各PDX样本中的单细胞荧光强度踱步,维奈克拉敏锐样本(红标注)全体pBCL2抒发(除表型特殊的SJ7样本外)
另面,依托InnoQuant获得的428个单细胞特征(涵盖卵白强度、空间踱步、情势学等)马鞍山储罐保温工程,铝皮保温谈论团队提醒的XGBoost机器学习模子,对达沙替尼敏锐瞻望的平均AUC达0.941±0.059,维奈克拉瞻望的平均AUC为0.910±0.054(图5B、C),充分证明注解了InnoQuant拿获数据的信息量与可靠。此外,InnoQuant获得的空间踱步特征被证明是要害瞻望因子,如pLCK的外周平均强度、pBCL2的上四分位强度等,为揭示药物敏锐机制提供了渊博向(图5D、5E)。
图5 基于InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪拿获的单细胞多维度特征(卵白、空间、情势等428个量化办法),XGBoost 机器学习模子的构建与药物敏锐瞻望能考据。其中,(A)XGBoost 模子开发职责流走漏图,(B)达沙替尼敏锐瞻望模子的ROC弧线,(C)维奈克拉敏锐瞻望模子的ROC弧线,(D)SHAP(沙普利加解释)分析挖掘模子要害瞻望特征,达沙替尼模子前20个要害特征,pLCK下四分位强度、pLCK外周平均强度、pLCK与细胞情势的交互特征为中枢正关联特征(SHAP值越,对药物敏锐瞻望的孝敬越大),(E)SHAP(沙普利加解释)分析要害瞻望特征,维奈克拉模子前20个要害特征,pBCL2上四分位强度、BCL2细胞旯旮小强度为中枢正关联特征,而pBCL2细胞中心空间变异度为负关联特征(越则越耐药)
说七说八,该谈论告捷构建了μPharma平台,即“微流控生物芯片自动化样品处理+InnoQuant多通谈荧光成像+AI机器学习分析”,终明晰对白病药物敏锐的快速、、单细胞别的瞻望。InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪在这立异组中饰演了“明察秋毫”的角,具有智谋度、多通谈、分辨率的成像智商,确保所非常据分析的可靠。该谈论不仅考据了pBCL2算作维奈克拉敏锐瞻望新标记物的后劲,展示了结空间卵白质组学信息和情势学特征关于领悟异质、指疗有谈论的巨大价值。
原文畅达:
https://doi.org/10.1016/j.medj.2025.100966
厂 介 绍
地址:大城县广安工业区Innopsys 开发于1999年。总部位于法国,勤恳于于生物医学域关联仪器和软件的自主研发和分娩。
InnoQuant激光共聚焦荧光组织切片&生物芯片扫描仪:
及时激光共聚焦光路,4套立的激光光源和PMT检测器,成像质地;多激光光路同期扫描,扫描速率快;线扫描式,图片拼痕、需暗影改进,并有缩小荧光的光漂白步地及信号亏本,终了定量;组织切片的扫描和定量分析,用于神经生物学、微环境、单细胞卵白组学等域;微阵列芯片(基因/核酸/糖/卵白/化物芯片)、 单细胞WB疫陈迹芯片、覆膜芯片、细胞组织芯片及商品化芯片的扫描和分析,用于卵白互作分析、细胞信号转通路谈论、标记物筛选、化物药物筛选、多重因子检测,病理组织标记物筛查等谈论 。环亚生物科技(APG BIO)算作法国Innopsys公司区代理,为客户提供生物芯片扫描、点样以及通量筛选的全体惩办案和就业。
环 亚 产 品
环亚生物科技有限公司(APG BIO Ltd)开发于2011年,注于引进海外立异技巧和品性仪器设备。
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