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2018年 9月26日-28日 | 上海世博展览馆

磁化导线技术有助发现早期癌症,初期癌症有望得到逆转

2018-07-19

斯坦福大学医学院的研究人员进行的一项研究显示,一种用于捕捉稀缺且难以捕获的肿瘤细胞的磁针可能被证明是一种快速有效的早期癌症检测策略

 

金属丝穿过血管,吸引特殊的磁性纳米颗粒,这些纳米颗粒可以附着在肿瘤细胞上,如果你体内某个部位有肿瘤,这些肿瘤细胞可能会在血液中漫游。这些肿瘤细胞本质上是被磁化了的,电线可以把细胞从自由流动的血液中吸引出来,就像把家人的照片放在冰箱里一样。

这种技术目前只在猪身上使用,相比目前的血液癌症检测方法,它能吸引10-80倍的肿瘤细胞,使其成为早期发现癌症的有力工具。这项技术甚至可以帮助医生评估病人对特定癌症治疗的反应:如果治疗有效,当细胞死亡并脱离肿瘤时,血液中的肿瘤细胞水平应该上升,然后随着肿瘤缩小而下降。

目前,医学博士、放射学教授、斯坦福大学加那利癌症早期检测中心主任萨姆·甘布希尔将电线作为一种癌症检测方法,但其影响范围可能更广。

在其他任何疾病中,血液中都含有细胞或分子。他在同事的帮助下发明了这种金属丝。例如,假设你正在检查细菌感染、循环肿瘤DNA或罕见的细胞,在这些情况下,导线和纳米颗粒有助于丰富信号,从而检测疾病或感染。

不需要注射血液

已经脱落的肿瘤细胞在血液中自由流动,或者称为循环的肿瘤细胞,可以作为癌症的生物标志物,显示疾病的存在。

那么,你可能会想,为什么需要一种全新的方法来捕捉在血液中蠕动的细胞呢?难道一个简单的血液就不能从漂浮的肿瘤细胞中虹吸出来吗?理论上说,是的,但是循环的肿瘤细胞通常是稀缺的,血液采集的样本仅为总血量的几毫升,成人的血量约为5公升。

“这些循环的肿瘤细胞是如此之少,以至于如果你只是做一个常规的血液样本,这些试管中可能甚至连一个循环的肿瘤细胞都没有,”弗吉尼亚州的甘比希尔和d·k·路德维希癌症研究临床研究教授说。这就像在浴缸里寻找一粒沙子,但只舀出几杯水。

所以医生最终会说,好吧,什么都没有。

甘布希尔说,这就是他看到磁力线起作用的地方。对于金属丝,也就是你小指的长度和曲别针的厚度,要想工作,循环的肿瘤细胞必须用纳米颗粒有效地磁化。这些纳米颗粒含有一种抗体,可以附着在循环的肿瘤细胞上。一旦漂浮的肿瘤细胞和纳米粒子被连接起来,细胞就会把微小的磁铁带在周围,当细胞磁铁的络合物流过导线时,它就被磁力驱使,从血流中正常的路径转向电线。然后,从静脉中取出电线,剥离细胞进行分析。

甘比希尔和他的团队还没有在人身上试验这种电线,因为他们还需要向美国食品和药物管理局申请批准,但他们已经在猪身上成功地进行了试验,把这种装置放在猪耳朵附近的静脉里。这个静脉与人手臂上的静脉非常相似。与5毫升血液样本相比,磁针可以提取10-80倍的癌细胞;与一种不同的、商业上可用的基于线的检测方法相比,这种线可以多检测500到5000个肿瘤细胞。

甘布希尔说:“我们估计,大约需要80根管子的血液才能在20分钟内采集到与导线匹配的血液。”当然,他接着说,从一个人身上取出80支试管是不现实的;这超过了半升。“所以,我们希望这种方法能丰富我们的检测能力,让我们更好地了解这些循环肿瘤细胞有多罕见,以及它们在癌症出现后的早期存在。”

一个灵活的电线

甘布希尔说,这项技术还可以用来收集难以活检的肿瘤的遗传信息,或者提供有关癌症治疗效果的信息。也许最有趣的是,磁线甚至可以自行演化成一种治疗方法。

甘布希尔说:“如果我们能让这个东西在吸收癌细胞方面做得很好,你就可以考虑开发一种应用程序,让你在更长的时间里不用电线。”“通过这种方式,它几乎就像一个过滤器,抓住癌细胞,防止癌细胞扩散到身体的其他部位。”

现在,Gambhir正致力于为人类准备这项技术,包括对纳米颗粒的批准。他的实验室正在对老鼠进行毒性研究,密切关注那些没有结合的剩余纳米颗粒。他说,到目前为止,还没有任何毒性的迹象,而且这些额外的物质会在几周内腐烂。Gambhir还在研究已经通过fda认证的纳米粒子,试图对它们进行微调,以便与金属丝配合使用。一旦这项技术被批准用于人类,其目标是将其发展成一种多管齐下的工具,以促进癌症治疗的检测、诊断、治疗和评估。

这项研究是斯坦福医学专注于精确健康的一个例子,其目标是在健康的情况下预测和预防疾病,并对疾病进行精确的诊断和治疗。

来源:网络