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  新傳感器可以早期發(fā)現(xiàn)肺部腫瘤
  
  2020-04-03 來源：轉化醫(yī)學網(wǎng)
  
  麻省理工學院的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新的肺癌早期診斷方法：一種尿液檢查，可以檢測與該疾病相關的蛋白質的存在。這種非侵入性測試可以減少假陽性的數(shù)量，并有助于在疾病的早期發(fā)現(xiàn)更多的腫瘤。該研究發(fā)表在《科學轉化醫(yī)學》雜志上。
  
  對肺癌來說，早期檢測十分重要。比如說，在癌細胞擴散至身體其他部位之前就檢測出腫瘤，那么五年的存活率至少高于其他患者六倍。
  
  麻省理工學院的科赫綜合癌癥研究所及其醫(yī)學工程與科學研究所成員，同時也是約翰·多蘿西·威爾遜（John and Dorothy Wilson）的健康科學、技術、電氣工程和計算機科學教授，桑格塔·巴蒂亞(Sangeeta Bhatia) 認為，確實需要新技術。人們如果關注癌癥診斷和治療領域，就將重新認識到早期癌癥檢測和預防的重要性。這些新技術能及早發(fā)現(xiàn)和干預癌癥。
  
  巴蒂亞和她的同事發(fā)現(xiàn)，這項新的測試基于可以注射或吸入的納米粒子，可以在小鼠中檢測到小至2.8立方毫米的腫瘤。
  
  靶向肺腫瘤
  
  數(shù)年來，巴蒂亞的實驗室一直在開發(fā)可通過蛋白酶相互作用來檢測癌癥的納米顆粒。這些酶通過切穿細胞外基質蛋白來幫助腫瘤細胞逃脫其原始位置。
  
  為了找到這些蛋白質，巴蒂亞創(chuàng)建了納米顆粒，該納米顆粒涂有被癌癥相關蛋白酶靶向的肽（蛋白質短片段）。顆粒堆積在腫瘤部位，在那里肽被切割，釋放出生物標志物，然后可以在尿液樣本中檢測到。
  
  她的實驗室以前已經(jīng)開發(fā)出了結腸癌和卵巢癌傳感器，在他們的新研究中，研究人員希望將該技術應用于肺癌，因為每年美國有約15萬人因此喪命。接受CT篩查并獲得陽性結果的人經(jīng)常接受活檢或其他侵入性檢查以尋找肺癌。巴蒂亞說，在某些情況下，此過程可能會導致并發(fā)癥。因此，非侵入性跟蹤試驗可能對確定哪些患者真正需要進行活檢有用。
  
  為了定制針對肺癌的傳感器，研究人員分析了一個與癌癥相關的基因數(shù)據(jù)庫，稱為“癌癥基因組圖譜”，并確定了肺癌中富含的蛋白酶。他們創(chuàng)建了一組由14種肽包裹的納米顆粒，可以與這些酶相互作用。
  然后，研究人員在兩種不同的癌癥小鼠模型中對傳感器進行了測試，這兩種小鼠模型都經(jīng)過了基因突變處理，這些基因突變導致它們自然發(fā)展為肺部腫瘤。為了幫助防止可能來自其他器官或血液的背景噪音，研究人員將這些顆粒直接注入氣道。
  
  研究人員使用這些傳感器在三個時間點進行了診斷測試：腫瘤開始生長后的5周，7.5周和10.5周。為了使診斷更加準確，他們使用機器學習來訓練算法，以區(qū)分來自具有腫瘤的小鼠和沒有腫瘤的小鼠的數(shù)據(jù)。
  
  通過這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以在7.5周內準確地檢測出其中一種小鼠模型中的腫瘤，而這些腫瘤平均平均只有2.8立方毫米。在另一只小鼠品系中，可以在5周時檢測到腫瘤。傳感器的成功率也與在相同時間點執(zhí)行的CT掃描的成功率相當或更好。
  
  減少誤報
  
  研究人員還發(fā)現(xiàn)，傳感器具有另一個重要功能——它們可以區(qū)分早期癌癥和肺部非癌性炎癥。吸煙人群中常見的肺部炎癥是CT掃描產(chǎn)生大量假陽性的原因之一。
  
  巴蒂亞設想，對于在篩查測試中獲得陽性結果的人，可以將納米顆粒傳感器用作非侵入性診斷方法，這樣就有可能不需要進行活檢。為了在人類中使用，她的團隊正在研究一種可以作為干粉或通過霧化器吸入的顆粒形式。另一個可能的應用是使用這些傳感器來監(jiān)測肺部腫瘤對藥物或免疫療法等治療的反應程度。
  
  巴蒂亞說：“下一步是將其引入已知癌癥并正在接受治療的患者中，以查看他們是否使用了正確的藥物?！?/span>
  
  她還正在研究一種可用于區(qū)分病毒性和細菌性肺炎的傳感器，它可以幫助醫(yī)生確定哪些患者需要抗生素，甚至可以提供核酸檢測的補充信息，例如針對Covid-19開發(fā)的核酸檢測。由巴蒂亞聯(lián)合創(chuàng)立的公司Glympse Bio也正在研究開發(fā)這種方法來代替活檢來評估肝病。
  
  參考：
  
  https://medicalxpress.com/news/2020-04-sensors-early-lung-tumors.html
  
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