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10秒完成癌症精准诊断|最新神器或颠覆肿瘤外科格局

近日,德州大学奥斯汀分校的科学家发明了一种强大的检测工具,这种工具能够在手术过程中快速,准确地识别癌组织,其效率比现有的技术要快10倍左右。这种称为MasSpec Pen的手持式仪器可以帮助外科医生准确确定手术中需要切割或保留的组织,有效改善治疗水平并降低癌症复发风险。


该研究对应的文章则发表于最新上线的Science Translational Medicine杂志。


在进行肿瘤切除手术之后,几乎所有癌症患者都希望能够通过一次手术将他们身体内的所有肿瘤组织清除干净,而事实往往却并非如此。针对这种令人心碎的现实问题,MasSpec Pen可以大大提高外科医生在手术过程中尽可能完全消除癌症组织的几率。


目前用于确定手术期间癌症与正常组织之间边界的最先进方法称为冷冻切片分析,这种方法耗时较长且准确度较低。每次检测需要30分钟甚至更长的时间才能完成,绵长的等待过程严重增加了患者的感染风险以及麻醉的负面影响。对于某些类型的癌症来说,冷冻切片分析的误诊率高达10%至20%。


在这项最新的研究中,MasSpec Pen只花了大约10秒便完成了对253名人类癌症患者的组织样本的诊断分型,准确度高达96%。同时,该技术还能在混合细胞组成的正常组织和癌组织边缘区域中检测癌症。研究团队则计划在2018年于人类肿瘤切除手术中测试这种新技术的有效性。


运行方式


无论是健康还是癌变的活细胞,都会产生各种小分子代谢物。这些小分子参与例如能量产生,细胞生长分裂等所有生命活动的所有重要过程。同时,每种类型的癌细胞都会产生一组独特的生物标志物。


文章的作者表示“基于癌细胞和正常细胞小分子代谢物的大量差异,我们可以使用MasSpec Pen提取和分析这些小分子以获取具体组织的分子特征,进而对肿瘤组织进行精确辨别。令人难以置信的是,通过这种简单而温和的化学过程,MasSpec Pen能够在不造成任何组织损伤的前提下快速完成对具体组织的分子诊断。”


由MasSpec Pen收集的样本小分子能够通过统计分类器进行即时评估,这种统计分类器则由文章的作者Eberlin及其同事基于包括乳腺,肺,甲状腺和卵巢在内的253个正常和肿瘤组织分子的指纹数据库训练而成。


当MasSpec Pen和分类器完成对样本小分子代谢物的分析时,电脑屏幕上会自动出现“正常”或“癌症”一词。


在对人体样品进行的测试时,MasSpec Pen的诊断准确度高达96%。同时,活体小鼠实验也证明了MasSpec Pen在诊断过程中不会对动物造成任何可观察到的组织损伤。


肿瘤外科医生只需要在手术过程中拿着MasSpec Pen轻轻触碰患者组织上并触发自动分析,MasSpec Pen会将一滴溶液释放到组织上并使组织产生的小分子代谢物迁移至溶液中。然后,该装置会将溶液样品回收并转移至质谱仪中,完成对数千种不同分子的识别并最终分析判断组织是否已经癌变。在这一过程中,MasSpec Pen不会对患者的肿瘤或正常组织造成任何损伤。


虽然我们无从得知这种最新的技术究竟能够以多大的幅度转变现阶段的肿瘤外科格局,但MasSpec Pen这种或能在2018年真正走向临床的科技产品确实为世界所有的肿瘤外科医生和癌症患者留下了无限期许。


Science Translational Medicine  06 Sep 2017: Vol. 9, Issue 406, eaan3968 DOI: 10.1126/scitranslmed.aan3968


 

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