生物流体过滤组件的制作方法
【专利说明】
[00011 本申请要求于2014年9月13日提交的GB1316347.2的优先权，其全部内容以引用的 方式并入本文。
技术领域
[0002] 本发明涉及生物流体过滤组件以及使用这种组件的方法。
【背景技术】
[0003] 膀胱癌是世界第六最常见的癌症。症状包括镜下或者肉眼可见的血尿、尿痛以及 多尿，然而，这些症状均不是这种疾病所特有的。诊断膀胱癌的黄金标准是膀胱镜检查以及 随后的经尿道膀胱肿瘤切除术（TURBT)。针对非肌肉浸润性膀胱癌（匪IBC;阶段Ta、Tl和 Tis)，膀胱镜检查的灵敏度在使用白光膀胱镜检查时约为80%，并且在使用荧光(氨基己糖 氨基铜戊酸盐）引导的膀胱镜检查时大于95%。
[0004] 大多数膀胱肿瘤患者(70-80%)都诊断为匪IBC，其具有相对良好的预后。然而，这 种肿瘤的复发率非常高，大约70 %的患者会遭受复发，并且高达25 %的复发会恶化为具有 不良预后的肌肉浸润性膀胱癌(MIBC;阶段T2-4)。高复发率以及恶化风险要求终生进行定 期的膀胱镜检查，这使得膀胱癌成为治疗最贵的癌症(Avritscher等人，2006)。由于存在镜 下或者可见血尿的所有病人中被诊断为膀胱癌的不到10%，所以为了排除膀胱癌而进行的 膀胱镜检查的数量很高，并且因此给医疗保障体系带来很大的负担。此外，由于膀胱镜检查 是一种侵害性（invasive)方法，会使得患者十分不舒服，因此需要非侵害性技术来可靠地 并且低成本地诊断和监视膀胱癌，而这种需要还没有得到满足。
[0005] 膀胱肿瘤患者的晨尿可能包含剥离肿瘤细胞，可以通过细胞学来识别这些剥离肿 瘤细胞。尿细胞学已经使用了数十年并且仍然是用于检测膀胱肿瘤最常见的非侵害性技 术。然而，其检测NMIBC的灵敏度较低（10-20%)。已经研发了多种替代的非侵害性测试，包 括一些已经由美国食品药品监督管理局（FDA)批准的非侵害性测试:膀胱肿瘤抗原化验、 NMP22(核基质蛋白22)、Immun〇Cyt(免疫细胞色素)和Urovysion。迄今为止，由于其低特异 性，这些测试均未在临床实践中实现广泛使用(Liou，L.S. (2006)，用于检测和监测的尿路 上皮癌生物标记，泌尿学(Urology) 67，25-33; Tetu，B.(2009 )，从尿液诊断尿路上皮癌，模 型.病理学22(]?〇(1.?3认〇122)，增刊2,553-559;^(11^3，1、加七3￥3,5.1(.和11￥34，八· (2012)，用于诊断膀胱癌的基于尿液的非侵害性测试，临床病理学杂质（J.Clin.Pathol)， 65,970-975)〇
[0006] 膀胱肿瘤细胞包含大量基因组改变，包括恶劣的染色体畸变、增殖、缺失、单个核 苷酸置换以及异常脱氧核糖核酸(DNA)甲基化。在单个肿瘤中发现的改变中，只有少数改变 可用于发起或者保持肿瘤性增长（"驾驶员"），其余改变则是对恶性表型没有影响或者具有 轻微影响的"乘客"事件。驾驶员事件和乘客事件均可以具有作为膀胱癌生物标记的潜能， 如果其是癌症特有的（即，在正常组织中未发现或者以不同的表现水平呈现)和复发的（即， 以可评估的频率出现在单独产生的肿瘤中）。膀胱癌中最常见的突变基因包括:原癌基因 FGFR3、RAS和PIK3CA以及肿瘤抑制基因 TP53。在NMIBC中，FGFR3中的突变很常见，已报道的 频率为大于60%，而TP53突变主要见于MIBC中。此外，数百基因已经在膀胱肿瘤和正常膀胱 上皮之间显示出有差别的甲基化。
[0007] 过去十年的研究已经显示，可于尿沉淀分离出的DNA中检测膀胱肿瘤特有基因组 改变。根据患者群体、DNA生物标记的选择以及用于检测这些生物标记的方法，这些研究在 基于DNA的膀胱肿瘤检测上的灵敏度和特异性上有很大差别。某些研究已经报告出的诊断 灵敏度接近或者超过90%，并且特异性接近100%(Dulaimi等人(2004)，肿瘤抑制基因甲基 化专家组的在尿液中的膀胱癌检测，Clin.Cancer Res.10,1887-1893;Costa等人（2010)， 三个表观遗传生物标记:GDF15、TMEFF2和VM，通过基于DNA的尿液样品分析来精确地预测 膀胱癌，Cl in. Cancer Res. 16，5842-5851; Hoque等人(2006 )，尿液DNA中多个基因的启动子 甲基化的定量以及膀胱癌检测，J.Natl · Cancer Inst .98,996-1004;Reinert等人（2011)， 膀胱癌中的综合基因组甲基化分析:新的甲基化基因的识别和确认以及将这些基因作为泌 尿肿瘤标记的应用，Cl in. Cancer Res. 27，5584-5592)。最近一项研究认为，对尿液中的DNA 生物标记进行的分析还可以用于监控没有伴随肿瘤的低风险患者的复发性并且减少膀胱 镜检查的数量(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复发性诊断，PLoS. One. 7，e46297)。随着包括第三代聚合酶链反应 (PCR)(数字PCR)和新一代测序方法的用于检测低丰度、肿瘤特有DNA的改进方法的出现，基 于尿液来检测膀胱癌的潜能极大地增加。
[0008] 当使用泌尿DNA标记来检测和监视膀胱癌时，其中一个主要的挑战在于:获取足够 数量的细胞来进行下游分析。在某些研究中，由于DNA数量的不足而导致高达35%的样品被 排出分析之外(Reinert等人，2012)。剥离到尿液中的肿瘤细胞的数量显示了很高的个体间 和个体内变异性。通常，释放的细胞数量与肿瘤大小和阶段相关联，从而较小的早期的肿瘤 释放的细胞比MIBC少。这限制了泌尿DNA标记在非侵害性检测和疾病以及疾病恶化的监控 中的有用性。
【发明内容】
[0009] 本发明是基于发明者的如下洞察：用于捕获和储存从生物流体获取的生物材料的 便捷且有效的组件可以为患者和执业医师在病情和失调的诊断和长期监控中提供极大优 势。
[0010] 本发明大体上涉及用于容易且低成本地从生物流体收集生物材料的过滤组件以 及使用这些过滤组件的方法。本发明进一步涉及用于储存从这些流体收集的生物材料的组 件以及使用这些组件的方法。
[0011] 上述用于容易且低成本地从生物流体收集生物材料的组件例如可以提供给患者 在家里使用，这种组件的提供为患者带来了极大好处。所捕获的材料可以立即储存起来，或 者用于随后提供给分析师或执业医师，或者通过邮递员邮寄至合适的医疗中心或测试机构 用于分析。
[0012] 本发明的组件还提供如下优势：通过访问执业医师和护理者，在患者的家里提供 医疗护理服务。所捕获的材料可以立即储存起来，或者用于邮寄至合适的医疗中心或测试 机构，或者由执业医师或护理者带到这些医疗中心或测试机构。本发明的组件还提供如下 优势:在诊所或医院就诊和/或住院期间提供医疗护理服务。
[0013] 例如，本文描述的组件和方法可以涉及尿液的收集和过滤，以便捕获和检测与泌 尿生殖器失调相关的细胞。这些失调可以包括泌尿生殖器癌症，例如，但不限于，膀胱癌、前 列腺癌和肾癌。这些失调还可以包括:诸如子宫内膜癌的妇科癌症或者已经从其它地方转 移至泌尿生殖器的癌症。本文描述的用于尿液过滤的组件由发明者的如下洞察提出：当前 的膀胱肿瘤诊断过程具有局限性，并且通常用于患者的诊断和长期监控的膀胱镜检查具有 劣势，两者都使得患者不舒服并且给医疗保障体系带来负担。
[0014] 然而，使用本发明的组件，还可以捕获和储存与癌症之外的其它泌尿失调相关的 细胞和生物材料。
[0015] 应理解，本发明的组件还可以用于从其它生物样品（例如，但不限于，唾液、血清、 血液、以及例如膀胱冲洗液的冲洗液)收集细胞(例如，但不限于，正常上皮细胞、癌症细胞、 细菌细胞或者酵母细胞)和其它生物材料(例如，但不限于，蛋白质或者核酸）。
[0016] 所述组件可包括过滤装置和储存单元。所述方法可包括通过迫使流体通过过滤器 来捕获生物材料的初始步骤，该过滤器被容置在支撑部上，过滤器例如可移除(removable) 的滤筒。在过滤之后，可以将具有过滤内容的支撑部从过滤装置上移除并且将其放置到储 存单元中，储存单元可以容纳用于促进所捕获生物材料的储存和/或分析的合适的溶液。
[0017] 相应地，在第一方面中，本发明可以提供一种生物流体过滤组件，该生物流体过滤 组件包括:用于过滤生物流体样品的过滤装置、以及储存单元，该过滤装置具有收集室、废 液池和过滤器支撑平台，该过滤器支撑平台容置有可移除的滤筒，所述可移除的滤筒具有 过滤器，所述过滤器适用于捕获生物流体样品中存在的生物材料。其中，所述收集室、废液 池和过滤器支撑平台是可连接的，以允许生物流体从收集室经过所述滤筒的过滤器进入到 所述废液池中。并且，所述储存单元具有配置为与可移除的滤筒接合的主体，使得当接合 时，所述滤筒的过滤器被密封在储存单元的主体内。
[0018] 滤筒可以可滑动地保持在过滤器支撑平台中。即，过滤器支撑平台可以具有凹槽， 凹槽的尺寸和形状适用于容纳滤筒，使得当插入滤筒时，过滤器就如所描述的那样放置，从 而在使用时，流体通过过滤器从收集室穿过进入到废液池中。这种可滑动接合可以通过滤 筒上和凹槽中的互补的突起和凹槽提供，以改进配合和保持，和/或提供扣合型相互作用从 而防止使用时滤筒被意外地移除。
[0019] 储存单元主体可以包括凹槽，凹槽用于滑动地接收滤筒。优选地，储存单元主体的 凹槽配置为与滤筒接合，使得滤筒不会意外地移除。这可以通过如下方式来实现:使用充分 的紧密配合，或者通过在滤筒上和凹槽中提供互补的突起和凹槽，以改进配合和保持，和/ 或提供扣合型相互作用从而使滤筒保持在适当的位置。
[0020] 储存单元主体可以具有开口，从而当滤筒在恰当位置时，能够访问过滤器和/或过 滤器的过滤内容和/或围绕过滤器的液体。因此，储存单元可以进一步包括用于覆盖该开口 的可移除的盖子。应理解，根据预期用途和盖子的性质，在某些实施例中，盖子可以设置为 提供凹槽以便仅访问过滤内容（即，过滤器上捕获的供后续使用的生物材料），或者设置为 访问供后续使用的过滤内容和/或任何周围液体。
[0021] 对于某些应用，优选地，可将所捕获的生物材料在分析之前暴露(expose)在溶液 中。这可以促进分析，和/或改进储存。例如，合适的溶液可以是，如本文所描述的适于诱导 细胞溶解的缓冲剂、固定剂/防腐剂、培养基、等渗缓冲剂、或者适于洗脱的缓冲剂。应理解， 设置溶液室和包含溶液是可选的特征。
[0022] 相应地，在某些实施例中，储存单元设置为使得盖子具有溶液室，该溶液室容纳所 选择的用于促进生物材料的储存和/或分析的溶液，其中，盖子与储存单元主体的接合使得 溶液被释放从而与过滤器接触。应理解，对于具有这种设置的组件，在过滤器上过滤和捕获 生物材料后，可以在没有盖子的情况下将滤筒插入到储存单元中。接着可以装上盖子，从而 释放溶液。
[0023] 储存单元可以替代地配置为具有溶液室，该溶液室设置为使得滤筒与储存单元的 接合使溶液释放并与过滤器接触。在某些优选实施例中，储存单元具有保持在凹槽内的活 塞，该活塞和凹槽限定出远离凹槽开口的溶液室，该溶液室容纳所选择的用于促进生物材 料的储存、处理和/或分析的溶液，活塞配置为使得将滤筒插入到凹槽中引起活塞进一步向 凹槽中移动，从而迫使该溶液室内容纳的溶液在活塞周围与过滤器接触，并且因此与存在 的任何过滤内容接触。储存单元可以设置为在溶液室中具有合适的溶液，或者可以设置为 由用户单独地在储存单元中放入溶液。相应地，可以通过移除盖子而允许访问溶液室。 [0024] 然而，应理解，本文所描述的组件可以用于仅通过使用重力，即，通过重力渗透，来 过滤生物流体，但优选地可提供构件来促进生物流体穿过过滤器。这可以通过创建压力差 来实现，例如，通过提供构件向收集室中的流体施加压力来推动生物流体通过过滤器，或者 通过提供构件在废液池中创造真空来拉动生物流体通过过滤器。
[0025] 优选地，过滤装置具有构件，，该构件能够在过滤装置被组装后向收集室内容纳的 流体施加压力，以迫使流体经过滤器进入到废液池中。收集室本身可以是可压缩的，使得当 过滤装置被组装后并且收集室容纳流体样品时，压缩收集室向流体施加压力，从而迫使流 体通过过滤器进入到废液池中。收集室例如可以是圆柱形袋子，同时弹簧沿着袋子的圆柱 轴线包围