快速完成癌症精確診斷?最新筆型儀器 MasSpec Pen 顛覆腫瘤檢測方式

醫生施行手術的時候,區別健康組織與腫瘤組織是最重要的事情,這也是為什麼科學家持續研發新科技幫助手術人員。德州大學奧斯丁分校的研究人員研發了一種強大的筆型檢測工具,這種工具可以在手術過程中,快速精確地辨認癌組織,比起現有的技術要快10 倍左右。

這種稱為 MasSpec 的手持儀器可以幫助外科醫生準確鑑定手術中需要切割或保留的組織,有效改善治療水準並且降當癌症復發風險。這項研究發表在最新一期的Science Translational Medicine雜誌。


MasSpec Pen (圖片來源 New Atlas)

主持這個研究團隊的德州大學奧斯丁分校化學系助理教手 Livia Schiavinato表示:「 和癌症手術後的病人聊天時,許多人最關心的事情莫過於,他們最希望手術已經把所有的癌細胞都去除了」分辨健康組織、癌組織是手術過程中最關鍵之處,不只是要確保腫瘤已經被移除了,若不小心波及太多健康組織也是相當危險的,會造成肌肉與神經方面的相應損傷與其他副作用。腫瘤切除手術之後,所有的癌症患者都希望能一勞永逸的經過一次手術之後,就將身體內所有的腫瘤組織清除乾淨,而事實往往事與願違。

目前用於確定手術期間癌症與正常組織的方法稱為冷凍切片,耗時較長且準確度較低。每次檢測需要30分鐘甚至更長的時間才能完成,漫長的等待過程增加了患者的感染風險以及麻醉的負面影響。對於某些類型的疾病來說,冷凍切片分析的誤診率高達10%至20%。

在這項研究中,MasSpec Pen只花了大約10秒便完成了對253名人類癌癥患者的組織樣本的診斷分析,準確度高達96%。同時,該技術還能在混合細胞組成的正常組織和癌組織邊緣區域中檢測癌症。研究團隊則計劃在2018年於人類腫瘤切除手術中測試這種新技術的有效性。

運作方式

無論是健康還是癌病變的活細胞,都會產生各種小分子代謝物。這些小分子會出現例如能量產生,細胞生長分裂等所有生命活動的所有重要過程。同時,每種類型的癌細胞都會產生一組獨特的生物標記。

文章的作者表示「基於癌細胞和正常細胞小分子代謝物的種種,我們可以使用MasSpec Pen分析這些小分子來獲取具體組織的分子特徵,進而對腫瘤組織進行精確辨別。令人難以置信的是,通過這種簡單而溫和的化學過程,MasSpec Pen能夠在不造成任何組織損傷的前提下快速完成對具體組織的分子診斷」

由MasSpec Pen收集的樣本小分子能夠通過統計分類器進行即時評估,這種統計分類器則由文章的作者Eberlin及其同事基於包括乳腺,肺,甲狀腺和卵巢在內的253個正常和腫瘤組織分子的指紋數據庫訓練而成。

當MasSpec Pen和分類器完成對樣本小分子代謝物的分析時,電腦屏幕上會自動出現「正常」或「癌癥」一詞。在對人體樣本進行的測試時,MasSpec Pen的診斷準確度高達96%。同時,活體小鼠實驗也證明了MasSpec Pen在診斷過程中不會對動物造成任何可觀察到的組織損傷。

腫瘤外科醫生只需要在手術過程中拿著MasSpec Pen輕輕觸碰患者組織上並觸發自動分析,MasSpec Pen會將一滴溶液釋放到組織上並使組織產生的小分子代謝物遷移至溶液中。然後,該裝置會將溶液樣品回收並轉移至質譜儀中,完成對數千種不同分子的識別並最終分析判斷組織是否已經癌變。在這一過程中,MasSpec Pen不會對患者的腫瘤或正常組織造成任何損傷。雖然我們無從得知這種最新的技術究竟能夠以多大的幅度轉變現階段的腫瘤外科格局,但MasSpec Pen這種或能在2018年真正走向臨床的科技產品確實為世界所有的腫瘤外科醫生和癌症患者留下了無限期許。

資料來源:

Pen-like tool detects cancer in seconds

 

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

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