在精准医学领域，病患的个性化治疗是改善和提高疗效的关键。然而，传统的药物敏感性检测，其药效分型的药物孵育需数天至数周，对于儿童T细胞急性淋巴细胞白血病（T-ALL）等侵袭性肿瘤，不仅延误了临床决策，还因依赖批量细胞分析而忽略了肿瘤内异质性等关键特征，成为个性化治疗中难以逾越的瓶颈。因此，如何实现快速、精准且单细胞分辨率的药物敏感性预测，成为攻克白血病治疗难题的核心突破口。
针对这一困境，来自美国犹他大学、圣犹大儿童研究医院及宾夕法尼亚大学的研究团队，成功开发了一种名为“μPharma”的微流控人工智能药理分型平台，创新性地融合微流控免疫荧光检测与AI机器学习模型，可在4小时内对白血病单细胞药物敏感性进行预测。该平台无需直接药物暴露、仅通过预处理生物标志物检测，实现快速、单细胞分辨率的药物敏感性预判（图1）。研究成果以“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。
 
μPharma平台利用数字微流控免疫荧光检测模块，对微量悬浮白血病细胞进行自动化固定、透化、封闭及多重荧光染色。随后，这些承载着单细胞蛋白信息的生物芯片，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。该扫描仪拥有多激光光源、共聚焦光路及独立PMT检测器，可同时捕获多个蛋白靶点在亚细胞结构的微弱荧光信号，为单细胞生物标志物的精准检测与分析提供了技术支撑。

在μPharma研究中，InnoQuant对1500个单细胞进行了5个通道（Actin, LCK, pLCK, BCL2, pBCL2）的高精度同步成像，清晰分辨了每个细胞的形态边界及各目标蛋白的表达与空间分布（图2），为后续分析提供了数据基础。
基于这些高质量成像数据，研究团队成功验证了pLCK作为达沙替尼敏感性生物标志物的可靠性，并首次发现pBCL2可作为维奈克拉敏感性的预测标志物。在T-ALL细胞系中，InnoQuant捕获的pLCK信号区分达沙替尼敏感与耐药细胞的ROC曲线下面积（AUC）达0.826，而pBCL2区分维奈克拉敏感与耐药细胞的AUC高达0.900（图3）。在贴近临床的患者来源异种移植（PDX）模型中，预测得到进一步验证，pLCK区分达沙替尼敏感性的AUC达到0.902，pBCL2（排除特殊亚型）区分维奈克拉敏感性的AUC为0.862（图4G、5H）。 另一方面，依托InnoQuant获取的428个单细胞特征（涵盖蛋白强度、空间分布、形态学等），研究团队训练的XGBoost机器学习模型，对达沙替尼敏感性预测的平均AUC达0.941±0.059，维奈克拉预测的平均AUC为0.910±0.054（图5B、C），充分证明了InnoQuant捕获数据的高信息量与高可靠性。此外，InnoQuant获取的空间分布特征被证实是关键预测因子，如pLCK的外周平均强度、pBCL2的上四分位强度等，为揭示药物敏感性机制提供了重要方向（图5D、5E）。
综上所述，该研究成功构建了μPharma平台，即“微流控生物芯片自动化样品处理+InnoQuant多通道荧光成像+AI机器学习分析”，实现了对白血病药物敏感性的快速、精准、单细胞级别的预测。InnoQuant激光共聚焦荧光定量组织切片/生物芯片扫描仪在这一创新组合中扮演了“火眼金睛”的角色，具有高灵敏度、多通道、高分辨率的成像能力，确保所有数据分析的可靠性。该研究不仅验证了pBCL2作为维奈克拉敏感性预测新标志物的潜力，更展示了结合空间蛋白质组学信息和形态学特征对于理解肿瘤异质性、指导精准治疗决策的巨大价值。
 
厂家介绍
Innopsys 成立于1999年。总部位于法国，致力于生物医学领域相关仪器和软件的自主研发和生产。
InnoQuant激光共聚焦荧光组织切片&生物芯片扫描仪：
• 实时激光共聚焦光路，4套独立的激光光源和PMT检测器，成像质量高；
• 多激光光路同时扫描，扫描速度快；
• 线扫描方式，图片无拼痕、无需阴影矫正，并有效降低荧光的光漂白现象及信号损失，实现精准定量；
• 组织切片的扫描和定量分析，用于神经生物学、肿瘤微环境、单细胞蛋白组学等领域；
• 微阵列芯片（基因／核酸／糖／蛋白／化合物芯片）、 单细胞WB免疫印迹芯片、覆膜芯片、细胞组织芯片及商品化芯片的扫描和分析，用于蛋白互作分析、细胞信号转导通路研究、疾病标志物筛选、化合物药物筛选、多重因子检测，病理组织标志物筛查等研究 。
   
环亚生物科技（APG BIO）作为法国Innopsys公司中国区代理，为客户提供生物芯片扫描、点样以及高通量筛选的整体解决方案和服务。