一種植入式癌癥復(fù)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及一種癌癥復(fù)發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種植入式癌癥復(fù)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國癌癥的治愈水平還不盡如人意，全部癌癥患者中大約有1/3可以得到治愈，獲得長期生存的機(jī)會，但也有一半左右的癌癥患者在病程中出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。癌癥復(fù)發(fā)是指被控制住的癌癥重新在原發(fā)器官上出現(xiàn)，或者癌癥從原發(fā)部位侵入淋巴血管或體腔，迀移到他處繼續(xù)生長，形成與原發(fā)瘤同樣類型的腫瘤。有些癌癥會在首次治療過后的幾個(gè)月或幾年后復(fù)發(fā)。因此對于癌癥患者來說，進(jìn)行術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的監(jiān)測是非常必要的。癌癥復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的跡象發(fā)現(xiàn)的越早，就能夠及時(shí)采取應(yīng)對措施，有效的抑制癌癥復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的可能性，延長癌癥患者術(shù)后的生存期。
[0003]循環(huán)游離RNA(circulating cell-free nucleic acids)是指存在于人體循環(huán)系統(tǒng)中，游離于細(xì)胞外的微量內(nèi)源性或外源性核酸片段，包括核DNA、線粒體DNA (mitochondrial DNA, mitDNA)、病毒 DNA、信使 RNA (messenger RNA, mRNA)及微小RNA(microRNA，循環(huán)游離RNA)等。mRNA本身的穩(wěn)定性較低，同時(shí)腫瘤患者血液中的RNA酶水平升高，因此既往認(rèn)為循環(huán)游離mRNA降解速度較快，臨床應(yīng)用價(jià)值有限。有研宄揭示在腫瘤患者的血清中，RNA以脂蛋自復(fù)合體的形式存在。另有研宄發(fā)現(xiàn)，游離mRNA多來源于細(xì)胞凋亡，存在于凋亡小體中，因此腫瘤患者血液中的游離mRNA穩(wěn)定性較高。這些特征都使游離mRNA檢測應(yīng)用于臨床成為了可能。研宄發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌患者的血漿中可以檢測到cyclin D ImRNA的患者的總體生存率明顯低于血漿cyclin DlmRNA陰性的患者；在臨床病理特征提示預(yù)后較好的患者中，血楽.中檢出cyclin D ImRNA的患者預(yù)后較差；在他默昔芬治療的患者中，血漿cyclin D ImRNA陽性的患者的總體生存率明顯低于cyclin DlmRNA陰性的患者。此外，研宄發(fā)現(xiàn)鼻咽癌患者血漿mRNA完整性降低，放療后血漿游離mRNA完整性明顯上升，上升的游離mRNA水平可作為病情緩解的指標(biāo)。上述研宄成果表明血液中游離的mRNA能夠成為癌癥早期診斷、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移監(jiān)測的分子標(biāo)志物。
[0004]miRNA在基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中具有重要作用，并可能發(fā)揮原癌基因或抑癌基因的作用。它們在血漿或血清中有極高的穩(wěn)定性，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，這些特質(zhì)使得循環(huán)游離RNA成為一種潛在的腫瘤標(biāo)志物。目前已在多種腫瘤患者血液中發(fā)現(xiàn)了循環(huán)游離RNA水平的異常改變。miR-155, miR-202, miR-425、miR_302b和miR_125b等是近年來報(bào)道的在健康人群和乳腺癌患者血漿或血清中表達(dá)有明顯差異的循環(huán)游離RNA，在乳腺癌的早期篩查中有潛在價(jià)值；此外，miR-115在激素敏感與激素不敏感的乳腺癌患者血清中的水平有差異，miR-lOb在雌激素受體陰性的患者血清中水平升高。對于結(jié)腸癌患者，miR-92a在早期檢測中體現(xiàn)出了較高的敏感性;miR-21的升高、miR34a的降低也具有較高的診斷效力；miR-141和miR-221則被認(rèn)為與不良預(yù)后相關(guān)。
[0005]目前病人監(jiān)測癌癥復(fù)發(fā)的方式主要是定期到醫(yī)院復(fù)查，這種方式對于病人來說，一是不方便，耗費(fèi)時(shí)間，二是復(fù)查不及時(shí)，有可能錯(cuò)過早期發(fā)現(xiàn)癌癥復(fù)發(fā)的可能性。為了方便癌癥病人能夠及時(shí)的自查癌癥的復(fù)發(fā)情況，研宄一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測癌癥病人復(fù)發(fā)的設(shè)備是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種植入式癌癥復(fù)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)通過監(jiān)測皮下組織液中循環(huán)游離RNA的水平完成對癌癥復(fù)發(fā)的監(jiān)測。所述監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)循環(huán)游離RNA的閾值，當(dāng)檢測到的循環(huán)游離RNA的水平達(dá)到或者超過該閾值時(shí)，所述監(jiān)測系統(tǒng)則會通過發(fā)出警報(bào)的方式通知監(jiān)測系統(tǒng)佩戴者癌癥復(fù)發(fā)可能已經(jīng)發(fā)生，癌癥患者就可以及時(shí)到醫(yī)院進(jìn)行確診，使病情能夠早日獲得控制。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供了一種植入式癌癥復(fù)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，所述癌癥復(fù)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)包括體內(nèi)植入組件I和體外組件2 ;所述體內(nèi)植入組件I包括循環(huán)游離RNA傳感器11、數(shù)據(jù)處理模塊12、第一無線通信模塊13 ;所述數(shù)據(jù)處理模塊12包括輸入接口 121、微處理器122、輸出接口 123、反應(yīng)器124 ;所述輸入接口 121接收所述循環(huán)游離RNA傳感器11輸出的電化學(xué)信號并將之轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后輸入所述微處理器122，所述微處理器122對數(shù)字信號進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后通過所述輸出接口 123經(jīng)由所述第一無線通信模塊13上傳至所述體外組件2 ;所述體外組件2包括數(shù)據(jù)接收設(shè)備21，所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備21包括控制器211、顯示器212、警報(bào)器213、第二無線通信模塊214 ;所述控制器211接收并分析所述體內(nèi)植入組件I上傳的循環(huán)游離RNA信號，之后將循環(huán)游離RNA信息傳送到所述顯示器212上顯示，所述控制器211的分析程序設(shè)置一個(gè)閾值，當(dāng)循環(huán)游離RNA的水平超過該閾值時(shí)，所述控制器211發(fā)出指令給所述警報(bào)器213，所述警報(bào)器213發(fā)出警報(bào)，通知佩戴者注意癌癥復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)，所述第二無線通信模塊214將所述控制器211的控制命令傳到所述體內(nèi)植入組件I中的所述反應(yīng)器124上，所述反應(yīng)器124控制所述循環(huán)游離RNA傳感器11的開啟或休眠狀態(tài)，當(dāng)所述循環(huán)游離RNA傳感器11休眠時(shí)，循環(huán)游離RNA傳感器11帶有負(fù)電，與帶有負(fù)電的循環(huán)游離RNA不發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，當(dāng)所述循環(huán)游離RNA傳感器11開啟時(shí)，所述循環(huán)游離RNA傳感器11不帶電，與帶有負(fù)電的循環(huán)游離RNA發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，帶負(fù)電的循環(huán)游離RNA導(dǎo)致所述循環(huán)游離RNA傳感器11的電導(dǎo)率發(fā)生變化，從而將循環(huán)游離RNA的濃度信息轉(zhuǎn)化為電化學(xué)信號。
[0009]進(jìn)一步，所述體外組件2還包括智能移動(dòng)終端設(shè)備22，所述數(shù)據(jù)接收設(shè)備21還包括第三無線通信模塊215，所述控制器211將循環(huán)游離RNA信息通過所述第三無線通信模塊215傳送到所述智能移動(dòng)終端設(shè)備22上。
[0010]所述智能移動(dòng)終端設(shè)備22可以是智能手機(jī)、平板或電腦。
[0011]進(jìn)一步，所述警報(bào)器213是振動(dòng)器，通過振動(dòng)的方式通知佩戴者注意癌癥復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)。
[0012]進(jìn)一步，所述警報(bào)器213是發(fā)光器，通過發(fā)光的方式通知佩戴者注意癌癥復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)。
[0013]進(jìn)一步，所述循環(huán)游離RNA傳感器11包括循環(huán)游離RNA捕獲層111、雜交信號感應(yīng)層112。所述循環(huán)游離RNA捕獲層111粘附在所述雜交信號感應(yīng)層112上。所述循環(huán)游離RNA捕獲層111是由與循環(huán)游離RNA特異性結(jié)合的捕獲探針構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明使用的與循環(huán)游離RNA特異性結(jié)合的捕獲探針可以是DNA、RNA、肽核酸或者鎖核酸，只要該探針能夠與循環(huán)游離RNA特異性結(jié)合即可。對于已知序列的循環(huán)游離RNA來說，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)循環(huán)游離RNA序列設(shè)計(jì)與之雜交的捕獲探針是常規(guī)技術(shù)。優(yōu)選地，所述捕獲探針是肽核酸(PNA)。
[0015]PNA是一類以多酞胺鏈取代核糖(或脫氧核糖)磷酸主鏈的核酸類似物，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不被核酸酶和蛋白酶降解、能以堿基互補(bǔ)方式與核酸單鏈結(jié)合、細(xì)胞毒性低、電中性等特點(diǎn)。PNA與DNA、RNA具有較強(qiáng)的結(jié)合力，有良好的特異性以及較高的靈敏度，并且由于其電中性的性質(zhì)使得PNA-DNA，PNA-RNA的雙鏈更穩(wěn)定，與相應(yīng)的DNA-DNA，DNA-RNA雙鏈相比，具有更高的解鏈溫度。由于PNA的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得它可以在多種化學(xué)試劑中穩(wěn)定存在，可以穩(wěn)定地存在于酸性環(huán)境中和較寬的溫度范圍內(nèi)。因此，PNA可以廣泛用于病原體、遺傳病檢測的分子雜交、原位雜交、突變分析、抗癌、抗病毒反義核酸研宄和應(yīng)用中。
[0016]進(jìn)一步，所述雜交信號感應(yīng)層112包括由硅納米線陣列。所述雜交信號感應(yīng)層112是在利用傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)加工的硅納米線上，通過硅烷化修飾、表面單分子膜層自組裝工序制備而成，經(jīng)過捕獲探針固定即可形成所述的循環(huán)游離RNA傳感器。循環(huán)游離RNA傳感器的制備過程是本領(lǐng)