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一种捕获游离癌细胞的磁线可实现肿瘤早期检测

浏览:425 来源: 时间:2023-04-17

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斯坦福大学科学家最新研究表明:应用一种金属磁线捕获血液中游离癌细胞,已证实是快速有效的早期检测手段。

 

 

癌症已成为一种常见病和多发病,夺走了成千上万人的生命。遗憾的是,由于无法实现早期检测,越来越多的人死于这种恶性疾病。

 

然而,科学家们从未停止过探索。近日在《自然生物医学工程》发表了一项最新研究表明:采用一种特殊的金属磁线捕获血中游离癌细胞,已证实是一种快速且有效的早期检测手段。

 

斯坦福大学的科学家们将可以吸附磁性纳米粒子的金属线放置到静脉里。如果身体某处有肿瘤,这些纳米粒子就会吸附到癌细胞上,随着脱落的癌细胞在血液中漫游。如此的癌细胞被磁化后,这条金属磁线可将癌细胞从自由流动的血液中捕获出来。

 

这种技术在实验动物——猪身上已经成功验证了。其检测游离出来的癌细胞数量比已有的检测方法敏感10-80倍。因此,这种方法有望成为早期检测癌症的有力辅助工具。

 

该技术也可辅助医生评估病人对癌症治疗的效果监测:如果治疗有效,血中癌细胞数量会随着肿瘤细胞的死亡或脱落而上升,然后随着肿瘤缩小而减少。

 

斯坦福大学癌症早期检测中心主任加布尔博士已将研究重心聚焦在这种特殊的金属磁线上,并将它作为一种早期检测癌症的创新方法,更广泛推广应用。

 

加布尔博士认为,对于任何一种疾病,血液中都会存在着特殊的细胞或分子,都可以被“利用”作为监测工具。科学家们正是始于这种想法,研发了这种金属磁线。

 

例如检测某种细菌感染、循环肿瘤DNA或在特殊情况下由炎症反应诱导的罕见细胞,这些金属磁线和纳米颗粒有助于富集这些特殊细胞或分子,从而检测相应的疾病或感染。
 


 
并不需要额外“验血”

 

那些脱落的癌细胞会随着血液循环到处游走,即所谓的循环肿瘤细胞。它们可以作为特异性生物标记物,提示癌症疾病的状况和进展。

 

很多人并不理解,为什么需要一种全新方式来捕捉血中细胞呢?从抽取的静脉血中不也能分离出游离肿瘤细胞吗?

 

从理论上讲是行得通的,但是,血液中循环肿瘤细胞量非常稀少(早早期),人体有5L左右血液,如果仅仅取一个常规血样本,或许收集不到一个肿瘤细胞。

 

弗吉尼亚癌症研究所的Gambhir教授比喻说“这就像在浴缸里找一粒沙子,只舀出几杯水,结果可能是什么也没有看到"。

 

研究人员正是看到了金属磁线的优势所在。这条磁线仅有小指那么长和一个回形针的厚度。事先使用一种纳米颗粒进行有效磁化,这种纳米颗粒含有一种抗体,可以附着在循环肿瘤细胞上。

 

一旦游离肿瘤细胞与纳米粒子结合,细胞就会被微小的磁粒围绕在周围,当细胞纳米复合物流过金属磁线时,就会被磁力捕获。随后,可将金属磁线从静脉中取出,剥离上面的细胞并进行分析,就能检测出吸附的肿瘤细胞。

 

研究人员在猪身上进行了测试,将这个装置置入猪耳朵周围静脉里。这条静脉与人的手臂静脉十分相似。与抽取5ml的血液样本相比,金属磁线获得的肿瘤细胞增多了10-80倍。

 

与目前的商业化检测方法相比,这条金属磁线成功捕获了500到5000多个肿瘤细胞,远高于现在的所有早期检测方法。

 

研究人员可以在20分钟内捕获多种癌细胞。如果按照常规抽血方式来收集,至少需要80管(400ml)血液才有可能获得相似结果。

 

显然,从一个人身上抽出80管血是不现实的检测方法。因此,研究人员寄希望于这种方法来提高早期癌症的检测能力。同时这项研究也表明循环血液中有许多罕见肿瘤细胞,一旦被出现,医生就可以做到早期检测、早期治疗了。
 


 

 
灵活的磁线

 

该技术还可用于收集无法进行活检部位的肿瘤信息,或提供肿瘤治疗效果的信息。可以说,金属磁线本身也可能升级为一种潜在的治疗手段。

 

科学家们甚至考虑若让这种金属磁线具有擅长捕获肿瘤细胞,可能考虑长期放置在静脉内。如此一来,就像一个"过滤器",可以捕获肿瘤细胞,进而阻止肿瘤细胞扩散到身体其他部位。

 

研究人员正在对小鼠进行毒性研究,密切关注那些没有结合的剩余纳米粒子对身体的影响。到目前为止,还没有毒性的迹象,这些额外的东西在几周内就会降解消失。

 

科学家们正在着手将这项特殊技术用于人体,其中的纳米颗粒已获得FDA批准应用于人体。

 

一旦该技术获批用于人体,研究人员将把这种特殊磁线发展成一种多管齐下的辅助工具,实现癌症的早期检测、诊断、治疗和疗效评估。