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作者:子非鱼
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癌症一如野草,野火烧不尽,春风吹又生。纵然手术中实体瘤癌变组织被手起刀落的切下,但组织边缘残余的癌细胞却也埋下了隐患,稍不留意,癌症就卷土重来了。
可若为了灭掉这“星星之火”而切掉过多健康组织,也会给患者造成深远的负面影响。因而,为了最大化癌症切除并提高癌症患者存活率,在手术切除实体瘤时对切缘性质的判断是非常重要的。
目前诊断癌症以及辨别手术期间组织是否癌变的最先进方法是冰冻切片分析(FrozenScetionAnalysis)。但该法检测时间长,且对于某些肿瘤而言,准确性并不高,可能或导致延迟诊断和治疗。
为了加快这一过程,找到一种实时评估组织样本的更有效的方法,德克萨斯大学的研究者们发明了一种强大的工具MasSpecPen,能在10s内以无破坏方式识别手术切缘组织的良恶性状况,检测速度是现有技术的倍以上。
都说雁过留痕,人过留声,而活细胞的新陈代谢所产生的分子谱就成为了该细胞“指纹般”的存在,显然失控疯狂的癌细胞和井然有序的正常细胞的指纹谱是截然不同。而“神笔”MasSpecPen就是依据此类特性才显得神通广大。
这支“神笔”操作方式非常简单,外科医生只需将笔尖对准患者的组织上,使用脚踏开关(footpedal)触发自动分析,使其迅速释放一小滴液体,再即刻将携带了组织分子成分的液体重新吸取回来。
随后送到连接的质谱仪中分析生物分子成分,进而来对该细胞的良恶性进行判断。整个过程中,探测器接触组织的时间仅需3秒,而判断可在10秒钟之内完成。
探测器注入极微量的水,提取出病人体内的小分子物质
提取物传递到质谱分析仪,进行良恶性的判断
为了让“神笔”有一定的判断基础,研究者先通过这支笔从正常组织中获得了相关的数据图谱,并与DESI-MSI法的结果进行对比,其结果基本一致。再用相同手段对癌组织进行检测后,可检测出与正常组织明显不同的图谱表现。
另外,由于仅采用水来采集分子,仪器的探针也是由一种生物兼容的安全材料(PDMS)3D打印而成,且其取样口仅达um,因此对患者的影响极小,不会造成任何可观察到的组织损伤。
接着,研究者使用MasSpecPen对采自名肺癌、卵巢癌、甲状腺癌和乳腺癌患者的肿瘤组织和健康组织样本进行了分析,其诊断预测癌症的灵敏度(96.4%)、特异性(96.2%)和总体准确率(96.3%)都很高。
此外,MasSpecPen在肿瘤边缘区的组织混杂部位上对细胞良恶的判断与病理诊断结果也是一致的,并且已经成功地在小鼠肿瘤切除手术中完成术中诊断,未对动物造成任何可见组织损伤或压力。
因而,本文研究者认为MasSpecPen更容易于术中清除肿瘤周围的所有癌细胞,尤其是乳腺癌、胰腺癌和脑部肿瘤等往往累及周围正常组织的肿瘤。对于外科医生来说,上述情况可能非常棘手,因为这些“细胞”与正常组织相似,仅凭视觉予以区分极具挑战性。
另外,研究者还表示将MasSpecPen应用到临床医学的最大障碍就是该套设备中的质谱仪太过笨重且价格昂贵,尽管这支神笔自身成本低廉且小巧简便。
因而为了提高MasSpecPen的实用性和普适性,他们正在研发更小巧、便宜、可以随意移动的质谱仪,并期望能在年将MasSpecPen投入到临床试验中,来提升癌症治疗的效率。
参考文献:Nondestructivetissueanalysisforexvivoandinvivocancerdiagnosisusingahandheldmassspectrometrysystem(doi:10./scitranslmed.aan)
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