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研究发现,基于激光的设备可检测并杀死血液中的黑色素瘤细胞

来源:互联网 作者:羽昕 人气:0 发布时间:2021-10-04 17:51:52
科学家们开发了一种非侵入性设备,不仅可以检测到通过血液传播的黑色素瘤细胞,还可以杀死它们。

研究发现,基于激光的设备可检测并杀死血液中的黑色素瘤细胞

科学家们开发了一种非侵入性设备,不仅可以检测到通过血液传播的黑色素瘤细胞,还可以杀死它们。

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(Cytophone 设备使用激光束和声波扫描循环血液中的黑色素瘤细胞。)

该设备被研究人员称为 Cytophone,可准确检测出 28 名黑色素瘤患者中的 27 名的癌细胞。它还减少了参与者血液中癌细胞的数量,表明它可能会杀死这些细胞。

 

该设备使用激光束和声波扫描循环血液中的黑色素瘤细胞。它不需要任何针头或抽血,可以在几个小时内扫描一个人的全部血液量——大约 5 升。

 

该研究的高级研究员、阿肯色州纳米医学中心主任弗拉基米尔扎罗夫博士说,NCI 资助的研究证明了使用该设备检测黑色素瘤患者血液中癌细胞的可行性。阿肯色大学医学科学学院。

 

“检测循环肿瘤细胞的一个问题是,它们在血液中的含量非常少,”负责该研究资金的 NCI癌症治疗和诊断部门的Miguel Ossandon 博士说。

 

根据2019年 6 月 12 日发表在《科学转化医学》杂志上的研究结果,Cytophone 设备能够检测一升血液中的单个癌细胞,这使其比用于搜索循环癌细胞的现有技术高出大约一千倍.

 

Zharov 博士和他的团队希望制造更多设备,以便他们能够对更多黑色素瘤患者进行更大规模的研究。

 

阿肯色大学医学科学学院的主要作者 Ekaterina Galanzha 医学博士指出,虽然这种方法只能检测具有色素的细胞,但经过一些修改后,它也适用于黑色素瘤以外的癌症。例如,通过使用无毒的金纳米粒子,该团队使用类似的方法检测小鼠和乳腺癌患者血液样本中的循环乳腺癌细胞,她解释说。

 

寻找循环肿瘤细胞

癌细胞并不总是固定在肿瘤上——有些会脱离并自由漂浮在血液和淋巴系统中。研究人员开发了称为液体活检的测试,可检测和分析循环肿瘤细胞,目的是帮助医生护理癌症患者。

 

大多数液体活检测试涉及从患者身上采集一小瓶血液,然后在实验室中使用复杂的技术处理和分析血液中是否存在癌细胞。

 

作者写道,这种方法存在局限性。例如,将细胞从体内取出并进入实验室可能会以可能影响分析准确性的方式改变它们。

 

相比之下,Cytophone 可以检测患者体内的癌细胞。该设备的工作原理是将短激光脉冲传送到人手皮肤下的血管,同时将手轻轻固定在定制的支架上。当循环的黑色素瘤细胞通过激光束时,它们内部的色素会被加热,从而产生可被超声波换能器检测到的声波。

 

德克萨斯大学安德森癌症中心皮肤病学副教授 Kelly Nelson 医学博士说,Cytophone 方法的另一个优点是它不会通过特定的分子特征来识别黑色素瘤细胞,这可能因患者而异。没有参与这项研究。她说,细胞音“可能适用于更广泛的黑色素瘤背景,而不是更多基于分子的方法”。

 

阻止癌症的发展

在开发该设备多年并在动物身上进行测试后,Zharov 博士的团队获得了 NCI 的资助,以在临床环境中对其进行研究。

 

首先,科学家们对 18 名患有黑色素瘤的志愿者和 10 名没有定义基线测量值的志愿者使用了 Cytophone,并训练了一种计算机算法来区分癌细胞和健康细胞。

 

在健康志愿者中没有检测到来自癌细胞的信号,尽管检测到了一些来源不明的信号。研究人员估计,该设备在95% 的时间内正确识别了那些没有患癌症的人(即特异性)。参与者报告没有疼痛或皮肤变化。

 

接下来,该团队在另外 10 名黑色素瘤患者身上测试了该方法,以确认它可以找到循环的黑色素瘤细胞。总体而言,该工具在除一个黑色素瘤患者之外的所有人中都检测到癌细胞,显示出高灵敏度(正确识别癌症患者的能力)。

 

对于循环肿瘤细胞浓度高到可以用常规方法检测到的志愿者,研究人员还使用几种不同的实验室测试检查了血液样本中循环肿瘤细胞的数量,验证了 Cytophone 设备的结果准确的。

 

当科学家在黑色素瘤患者身上使用该设备时,他们注意到一个有趣且出乎意料的模式:循环肿瘤细胞的信号随着时间的推移而下降。他们想知道 Cytophone 是否可以同时检测和摧毁癌细胞。

 

“虽然我们已经证明激光可以杀死动物的循环肿瘤细胞,但这并不是我们最初的人类目标。我们使用相对较低的激光能量进行诊断,”扎罗夫博士说。

 

当黑色素瘤细胞被激光束加热时,细胞内的色素蛋白周围会形成微小的气泡。随着这些气泡迅速膨胀,它们可以物理地破坏细胞。虽然激光束也可以加热红细胞中的色素,但不会形成气泡,因此没有伤害健康细胞的危险。

 

在实验室测试中,科学家们发现,一小时的激光束暴露显着减少了从患者收集的血液样本中肿瘤细胞的数量,尽管减少的程度因患者而异。在一个案例中,该设备将癌细胞的数量减少了 11 倍。研究人员指出,细胞杀伤功能可能取决于黑色素瘤细胞中色素的数量。

 

科学家们写道,由于一些循环癌细胞有能力离开血液并在身体的其他部位形成新的肿瘤(转移),因此破坏血液中的细胞可能会降低癌症扩散的风险。

 

及早发现黑色素瘤

研究人员表示,尽管 Cytophone 方法远未在临床环境中常规使用,但它可能有多种潜在应用。

 

该小组计划把重点放在测试设备作为一个潜在的筛查对于早发工具阶段黑色素瘤,Zharov博士指出。他解释说,与已经扩散到身体其他部位的黑色素瘤相比,早期发现黑色素瘤的治疗要有效得多。在目前的研究中,Cytophone 设备检测到所有三名已知患有II 期黑色素瘤的参与者的循环肿瘤细胞。

 

Nelson 博士说,使用该设备作为筛查工具可以帮助确定哪些人应该继续接受受过训练的皮肤科医生的全身皮肤检查。然而,“获得支持这种方法所需的证据需要更多的研究,”她补充道。

 

Nelson 博士指出,监测早期黑色素瘤患者的转移可能是该设备的另一个潜在应用。她说,患有早期疾病的人经常担心他们的癌症正在扩散,而“拥有一种在早期阶段检测疾病进展的无创技术的可能性已经给患者带来了很多希望。”

 

但她强调,在这成为可能之前,仍需要进一步的验证和测试。

 

还有这些:
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