生物流體過濾組件的制作方法
【專利說明】
[00011 本申請要求于2014年9月13日提交的GB1316347.2的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容以引用的 方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及生物流體過濾組件以及使用這種組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 膀胱癌是世界第六最常見的癌癥。癥狀包括鏡下或者肉眼可見的血尿、尿痛以及 多尿，然而，這些癥狀均不是這種疾病所特有的。診斷膀胱癌的黃金標(biāo)準(zhǔn)是膀胱鏡檢查以及 隨后的經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)（TURBT)。針對非肌肉浸潤性膀胱癌（匪IBC;階段Ta、Tl和 Tis)，膀胱鏡檢查的靈敏度在使用白光膀胱鏡檢查時約為80%，并且在使用熒光(氨基己糖 氨基銅戊酸鹽）引導(dǎo)的膀胱鏡檢查時大于95%。
[0004] 大多數(shù)膀胱腫瘤患者(70-80%)都診斷為匪IBC，其具有相對良好的預(yù)后。然而，這 種腫瘤的復(fù)發(fā)率非常高，大約70 %的患者會遭受復(fù)發(fā)，并且高達(dá)25 %的復(fù)發(fā)會惡化為具有 不良預(yù)后的肌肉浸潤性膀胱癌(MIBC;階段T2-4)。高復(fù)發(fā)率以及惡化風(fēng)險要求終生進(jìn)行定 期的膀胱鏡檢查，這使得膀胱癌成為治療最貴的癌癥(Avritscher等人，2006)。由于存在鏡 下或者可見血尿的所有病人中被診斷為膀胱癌的不到10%，所以為了排除膀胱癌而進(jìn)行的 膀胱鏡檢查的數(shù)量很高，并且因此給醫(yī)療保障體系帶來很大的負(fù)擔(dān)。此外，由于膀胱鏡檢查 是一種侵害性（invasive)方法，會使得患者十分不舒服，因此需要非侵害性技術(shù)來可靠地 并且低成本地診斷和監(jiān)視膀胱癌，而這種需要還沒有得到滿足。
[0005] 膀胱腫瘤患者的晨尿可能包含剝離腫瘤細(xì)胞，可以通過細(xì)胞學(xué)來識別這些剝離腫 瘤細(xì)胞。尿細(xì)胞學(xué)已經(jīng)使用了數(shù)十年并且仍然是用于檢測膀胱腫瘤最常見的非侵害性技 術(shù)。然而，其檢測NMIBC的靈敏度較低（10-20%)。已經(jīng)研發(fā)了多種替代的非侵害性測試，包 括一些已經(jīng)由美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA)批準(zhǔn)的非侵害性測試:膀胱腫瘤抗原化驗、 NMP22(核基質(zhì)蛋白22)、Immun〇Cyt(免疫細(xì)胞色素)和Urovysion。迄今為止，由于其低特異 性，這些測試均未在臨床實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)廣泛使用(Liou，L.S. (2006)，用于檢測和監(jiān)測的尿路 上皮癌生物標(biāo)記，泌尿?qū)W(Urology) 67，25-33; Tetu，B.(2009 )，從尿液診斷尿路上皮癌，模 型.病理學(xué)22(]?〇(1.?3認(rèn)〇122)，增刊2,553-559;^(11^3，1、加七3￥3,5.1(.和11￥34，八· (2012)，用于診斷膀胱癌的基于尿液的非侵害性測試，臨床病理學(xué)雜質(zhì)（J.Clin.Pathol)， 65,970-975)〇
[0006] 膀胱腫瘤細(xì)胞包含大量基因組改變，包括惡劣的染色體畸變、增殖、缺失、單個核 苷酸置換以及異常脫氧核糖核酸(DNA)甲基化。在單個腫瘤中發(fā)現(xiàn)的改變中，只有少數(shù)改變 可用于發(fā)起或者保持腫瘤性增長（"駕駛員"），其余改變則是對惡性表型沒有影響或者具有 輕微影響的"乘客"事件。駕駛員事件和乘客事件均可以具有作為膀胱癌生物標(biāo)記的潛能， 如果其是癌癥特有的（即，在正常組織中未發(fā)現(xiàn)或者以不同的表現(xiàn)水平呈現(xiàn))和復(fù)發(fā)的（即， 以可評估的頻率出現(xiàn)在單獨(dú)產(chǎn)生的腫瘤中）。膀胱癌中最常見的突變基因包括:原癌基因 FGFR3、RAS和PIK3CA以及腫瘤抑制基因 TP53。在NMIBC中，F(xiàn)GFR3中的突變很常見，已報道的 頻率為大于60%，而TP53突變主要見于MIBC中。此外，數(shù)百基因已經(jīng)在膀胱腫瘤和正常膀胱 上皮之間顯示出有差別的甲基化。
[0007] 過去十年的研究已經(jīng)顯示，可于尿沉淀分離出的DNA中檢測膀胱腫瘤特有基因組 改變。根據(jù)患者群體、DNA生物標(biāo)記的選擇以及用于檢測這些生物標(biāo)記的方法，這些研究在 基于DNA的膀胱腫瘤檢測上的靈敏度和特異性上有很大差別。某些研究已經(jīng)報告出的診斷 靈敏度接近或者超過90%，并且特異性接近100%(Dulaimi等人(2004)，腫瘤抑制基因甲基 化專家組的在尿液中的膀胱癌檢測，Clin.Cancer Res.10,1887-1893;Costa等人（2010)， 三個表觀遺傳生物標(biāo)記:GDF15、TMEFF2和VM，通過基于DNA的尿液樣品分析來精確地預(yù)測 膀胱癌，Cl in. Cancer Res. 16，5842-5851; Hoque等人(2006 )，尿液DNA中多個基因的啟動子 甲基化的定量以及膀胱癌檢測，J.Natl · Cancer Inst .98,996-1004;Reinert等人（2011)， 膀胱癌中的綜合基因組甲基化分析:新的甲基化基因的識別和確認(rèn)以及將這些基因作為泌 尿腫瘤標(biāo)記的應(yīng)用，Cl in. Cancer Res. 27，5584-5592)。最近一項研究認(rèn)為，對尿液中的DNA 生物標(biāo)記進(jìn)行的分析還可以用于監(jiān)控沒有伴隨腫瘤的低風(fēng)險患者的復(fù)發(fā)性并且減少膀胱 鏡檢查的數(shù)量(Reinert 等人(2012)，基于 E0MES、H0XA9、P0U4F2、TWIST1、VIM和ZNF154甲基 化的泌尿水平的膀胱癌復(fù)發(fā)性診斷，PLoS. One. 7，e46297)。隨著包括第三代聚合酶鏈反應(yīng) (PCR)(數(shù)字PCR)和新一代測序方法的用于檢測低豐度、腫瘤特有DNA的改進(jìn)方法的出現(xiàn)，基 于尿液來檢測膀胱癌的潛能極大地增加。
[0008] 當(dāng)使用泌尿DNA標(biāo)記來檢測和監(jiān)視膀胱癌時，其中一個主要的挑戰(zhàn)在于:獲取足夠 數(shù)量的細(xì)胞來進(jìn)行下游分析。在某些研究中，由于DNA數(shù)量的不足而導(dǎo)致高達(dá)35%的樣品被 排出分析之外(Reinert等人，2012)。剝離到尿液中的腫瘤細(xì)胞的數(shù)量顯示了很高的個體間 和個體內(nèi)變異性。通常，釋放的細(xì)胞數(shù)量與腫瘤大小和階段相關(guān)聯(lián)，從而較小的早期的腫瘤 釋放的細(xì)胞比MIBC少。這限制了泌尿DNA標(biāo)記在非侵害性檢測和疾病以及疾病惡化的監(jiān)控 中的有用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是基于發(fā)明者的如下洞察：用于捕獲和儲存從生物流體獲取的生物材料的 便捷且有效的組件可以為患者和執(zhí)業(yè)醫(yī)師在病情和失調(diào)的診斷和長期監(jiān)控中提供極大優(yōu) 勢。
[0010] 本發(fā)明大體上涉及用于容易且低成本地從生物流體收集生物材料的過濾組件以 及使用這些過濾組件的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于儲存從這些流體收集的生物材料的組 件以及使用這些組件的方法。
[0011] 上述用于容易且低成本地從生物流體收集生物材料的組件例如可以提供給患者 在家里使用，這種組件的提供為患者帶來了極大好處。所捕獲的材料可以立即儲存起來，或 者用于隨后提供給分析師或執(zhí)業(yè)醫(yī)師，或者通過郵遞員郵寄至合適的醫(yī)療中心或測試機(jī)構(gòu) 用于分析。
[0012] 本發(fā)明的組件還提供如下優(yōu)勢：通過訪問執(zhí)業(yè)醫(yī)師和護(hù)理者，在患者的家里提供 醫(yī)療護(hù)理服務(wù)。所捕獲的材料可以立即儲存起來，或者用于郵寄至合適的醫(yī)療中心或測試 機(jī)構(gòu)，或者由執(zhí)業(yè)醫(yī)師或護(hù)理者帶到這些醫(yī)療中心或測試機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的組件還提供如下 優(yōu)勢:在診所或醫(yī)院就診和/或住院期間提供醫(yī)療護(hù)理服務(wù)。
[0013] 例如，本文描述的組件和方法可以涉及尿液的收集和過濾，以便捕獲和檢測與泌 尿生殖器失調(diào)相關(guān)的細(xì)胞。這些失調(diào)可以包括泌尿生殖器癌癥，例如，但不限于，膀胱癌、前 列腺癌和腎癌。這些失調(diào)還可以包括:諸如子宮內(nèi)膜癌的婦科癌癥或者已經(jīng)從其它地方轉(zhuǎn) 移至泌尿生殖器的癌癥。本文描述的用于尿液過濾的組件由發(fā)明者的如下洞察提出：當(dāng)前 的膀胱腫瘤診斷過程具有局限性，并且通常用于患者的診斷和長期監(jiān)控的膀胱鏡檢查具有 劣勢，兩者都使得患者不舒服并且給醫(yī)療保障體系帶來負(fù)擔(dān)。
[0014] 然而，使用本發(fā)明的組件，還可以捕獲和儲存與癌癥之外的其它泌尿失調(diào)相關(guān)的 細(xì)胞和生物材料。
[0015] 應(yīng)理解，本發(fā)明的組件還可以用于從其它生物樣品（例如，但不限于，唾液、血清、 血液、以及例如膀胱沖洗液的沖洗液)收集細(xì)胞(例如，但不限于，正常上皮細(xì)胞、癌癥細(xì)胞、 細(xì)菌細(xì)胞或者酵母細(xì)胞)和其它生物材料(例如，但不限于，蛋白質(zhì)或者核酸）。
[0016] 所述組件可包括過濾裝置和儲存單元。所述方法可包括通過迫使流體通過過濾器 來捕獲生物材料的初始步驟，該過濾器被容置在支撐部上，過濾器例如可移除(removable) 的濾筒。在過濾之后，可以將具有過濾內(nèi)容的支撐部從過濾裝置上移除并且將其放置到儲 存單元中，儲存單元可以容納用于促進(jìn)所捕獲生物材料的儲存和/或分析的合適的溶液。
[0017] 相應(yīng)地，在第一方面中，本發(fā)明可以提供一種生物流體過濾組件，該生物流體過濾 組件包括:用于過濾生物流體樣品的過濾裝置、以及儲存單元，該過濾裝置具有收集室、廢 液池和過濾器支撐平臺，該過濾器支撐平臺容置有可移除的濾筒，所述可移除的濾筒具有 過濾器，所述過濾器適用于捕獲生物流體樣品中存在的生物材料。其中，所述收集室、廢液 池和過濾器支撐平臺是可連接的，以允許生物流體從收集室經(jīng)過所述濾筒的過濾器進(jìn)入到 所述廢液池中。并且，所述儲存單元具有配置為與可移除的濾筒接合的主體，使得當(dāng)接合 時，所述濾筒的過濾器被密封在儲存單元的主體內(nèi)。
[0018] 濾筒可以可滑動地保持在過濾器支撐平臺中。即，過濾器支撐平臺可以具有凹槽， 凹槽的尺寸和形狀適用于容納濾筒，使得當(dāng)插入濾筒時，過濾器就如所描述的那樣放置，從 而在使用時，流體通過過濾器從收集室穿過進(jìn)入到廢液池中。這種可滑動接合可以通過濾 筒上和凹槽中的互補(bǔ)的突起和凹槽提供，以改進(jìn)配合和保持，和/或提供扣合型相互作用從 而防止使用時濾筒被意外地移除。
[0019] 儲存單元主體可以包括凹槽，凹槽用于滑動地接收濾筒。優(yōu)選地，儲存單元主體的 凹槽配置為與濾筒接合，使得濾筒不會意外地移除。這可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn):使用充分 的緊密配合，或者通過在濾筒上和凹槽中提供互補(bǔ)的突起和凹槽，以改進(jìn)配合和保持，和/ 或提供扣合型相互作用從而使濾筒保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0020] 儲存單元主體可以具有開口，從而當(dāng)濾筒在恰當(dāng)位置時，能夠訪問過濾器和/或過 濾器的過濾內(nèi)容和/或圍繞過濾器的液體。因此，儲存單元可以進(jìn)一步包括用于覆蓋該開口 的可移除的蓋子。應(yīng)理解，根據(jù)預(yù)期用途和蓋子的性質(zhì)，在某些實(shí)施例中，蓋子可以設(shè)置為 提供凹槽以便僅訪問過濾內(nèi)容（即，過濾器上捕獲的供后續(xù)使用的生物材料），或者設(shè)置為 訪問供后續(xù)使用的過濾內(nèi)容和/或任何周圍液體。
[0021] 對于某些應(yīng)用，優(yōu)選地，可將所捕獲的生物材料在分析之前暴露(expose)在溶液 中。這可以促進(jìn)分析，和/或改進(jìn)儲存。例如，合適的溶液可以是，如本文所描述的適于誘導(dǎo) 細(xì)胞溶解的緩沖劑、固定劑/防腐劑、培養(yǎng)基、等滲緩沖劑、或者適于洗脫的緩沖劑。應(yīng)理解， 設(shè)置溶液室和包含溶液是可選的特征。
[0022] 相應(yīng)地，在某些實(shí)施例中，儲存單元設(shè)置為使得蓋子具有溶液室，該溶液室容納所 選擇的用于促進(jìn)生物材料的儲存和/或分析的溶液，其中，蓋子與儲存單元主體的接合使得 溶液被釋放從而與過濾器接觸。應(yīng)理解，對于具有這種設(shè)置的組件，在過濾器上過濾和捕獲 生物材料后，可以在沒有蓋子的情況下將濾筒插入到儲存單元中。接著可以裝上蓋子，從而 釋放溶液。
[0023] 儲存單元可以替代地配置為具有溶液室，該溶液室設(shè)置為使得濾筒與儲存單元的 接合使溶液釋放并與過濾器接觸。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，儲存單元具有保持在凹槽內(nèi)的活 塞，該活塞和凹槽限定出遠(yuǎn)離凹槽開口的溶液室，該溶液室容納所選擇的用于促進(jìn)生物材 料的儲存、處理和/或分析的溶液，活塞配置為使得將濾筒插入到凹槽中引起活塞進(jìn)一步向 凹槽中移動，從而迫使該溶液室內(nèi)容納的溶液在活塞周圍與過濾器接觸，并且因此與存在 的任何過濾內(nèi)容接觸。儲存單元可以設(shè)置為在溶液室中具有合適的溶液，或者可以設(shè)置為 由用戶單獨(dú)地在儲存單元中放入溶液。相應(yīng)地，可以通過移除蓋子而允許訪問溶液室。 [0024] 然而，應(yīng)理解，本文所描述的組件可以用于僅通過使用重力，即，通過重力滲透，來 過濾生物流體，但優(yōu)選地可提供構(gòu)件來促進(jìn)生物流體穿過過濾器。這可以通過創(chuàng)建壓力差 來實(shí)現(xiàn)，例如，通過提供構(gòu)件向收集室中的流體施加壓力來推動生物流體通過過濾器，或者 通過提供構(gòu)件在廢液池中創(chuàng)造真空來拉動生物流體通過過濾器。
[0025] 優(yōu)選地，過濾裝置具有構(gòu)件，，該構(gòu)件能夠在過濾裝置被組裝后向收集室內(nèi)容納的 流體施加壓力，以迫使流體經(jīng)過濾器進(jìn)入到廢液池中。收集室本身可以是可壓縮的，使得當(dāng) 過濾裝置被組裝后并且收集室容納流體樣品時，壓縮收集室向流體施加壓力，從而迫使流 體通過過濾器進(jìn)入到廢液池中。收集室例如可以是圓柱形袋子，同時彈簧沿著袋子的圓柱 軸線包圍