今天要介紹一項(xiàng)與癌癥治療相關(guān)的最新科研成果。近期，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院（DGIST）信息與通信工程系的科研團(tuán)隊(duì)與納米和能源研究系 Eunjoo Kim 的科研團(tuán)隊(duì)協(xié)力合作，開發(fā)出世界上首個(gè)多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)。該多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)可以分析手術(shù)過程中切除的腫瘤，并有助于癌癥精準(zhǔn)切除術(shù)和腫瘤治療技術(shù)的研究。
美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種低成本、便攜式的智能手機(jī)光譜儀，可以即時(shí)分析幾種樣本，捕捉腫瘤標(biāo)志物，提供實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的檢測(cè)結(jié)果；日本名古屋大學(xué)的研究人員開發(fā)的新型醫(yī)療裝置，可以有效地捕捉“胞外膜泡”（EV），利用它們篩查癌癥；韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院的科研團(tuán)隊(duì)利用蜘蛛網(wǎng)微磁圖案，開發(fā)出集成生物傳感器的新型芯片實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，它比現(xiàn)有生物傳感器快20倍，可應(yīng)用于癌癥等疾病的早期診斷和復(fù)發(fā)診斷；巴西國(guó)家納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出的生物傳感器，能夠快速檢測(cè)出各種癌癥以及神經(jīng)疾病的相關(guān)分子。
創(chuàng)新
今天要再介紹一項(xiàng)與癌癥治療相關(guān)的最新科研成果。近期，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院（DGIST）信息與通信工程系的科研團(tuán)隊(duì)與納米和能源研究系 Eunjoo Kim 的科研團(tuán)隊(duì)協(xié)力合作，開發(fā)出世界上首個(gè)多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)。該多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)可以分析手術(shù)過程中切除的腫瘤，并有助于癌癥精準(zhǔn)切除術(shù)和腫瘤治療技術(shù)的研究。
2017年12月13日，這項(xiàng)研究的論文在線發(fā)表于國(guó)際著名期刊《自然》的姐妹雜志《科學(xué)報(bào)告》（Scientific
Reports）上。韓國(guó)國(guó)家研究基金贊助了作為“科學(xué)和工程基礎(chǔ)研究項(xiàng)目”的這項(xiàng)研究。
技術(shù)
簡(jiǎn)單地說，這是一種利用癌的機(jī)械、化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，分析腫瘤特征的成像系統(tǒng)。
手術(shù)期間切除的腫瘤的病理組織學(xué)檢查是癌癥外科手術(shù)過程中一項(xiàng)重要的程序。特別是，如果非常小的腫瘤遺留在手術(shù)部位，它就會(huì)成為癌癥復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的主要原因。因此，精準(zhǔn)地分析切除的腫瘤，對(duì)于搞清楚惡性腫瘤是否遺留在手術(shù)部位來說，非常有必要。
為了分析現(xiàn)有的腫瘤，很有必要將切除的腫瘤發(fā)送給病理學(xué)家，并通過顯微鏡檢查樣本，從而判斷惡性腫瘤組織是否得到了恰當(dāng)?shù)那谐约笆中g(shù)期間是否由必要額外切除一些組織。然而，這一過程非常耗時(shí)，而且結(jié)果也會(huì)根據(jù)內(nèi)外部因素而不同。
為了克服這些缺點(diǎn)，就需要使用光學(xué)顯微鏡或者超聲波。然而，這些設(shè)備卻無(wú)法用于嚴(yán)格的檢查，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法分析每個(gè)組織的深部，或者分辨率較低。
Hwang 教授的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種基于高頻超聲波和聚光的生物顯微鏡，克服了之前開發(fā)的腫瘤分析成像系統(tǒng)的缺點(diǎn)。下圖是該多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)可以展開病理分析，并同時(shí)通過聚光的多光譜成像、高頻B超以及高頻超聲波輻射成像技術(shù)，檢測(cè)癌癥手術(shù)期間切除的組織表面以及組織深處的腫瘤。
因?yàn)楣庾V學(xué)成像技術(shù)定量分析了由組織表面發(fā)出的光譜指標(biāo)，所以比起熒光顯微鏡，可以對(duì)于組織和癌癥區(qū)域進(jìn)行更加精準(zhǔn)地分析。高頻B超和高頻超聲輻射力成像技術(shù)，與現(xiàn)有的超聲成像技術(shù)相比，對(duì)于組織內(nèi)部阻抗和彈性進(jìn)行成像的分辨率更高，因此它們能夠高度精準(zhǔn)地檢測(cè)深部組織以及腫瘤區(qū)域。
研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)于結(jié)腸癌患者的腫瘤組織來說，多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)可以從腫瘤的表面到深處，高分辨地分析腫瘤組織的機(jī)械、化學(xué)和結(jié)構(gòu)特征。
價(jià)值
Hwang 教授表示：“我們基于高頻超聲和光學(xué)光譜，開發(fā)出世界上首個(gè)多模態(tài)的生物顯微鏡系統(tǒng)。它彌補(bǔ)了現(xiàn)有成像分析系統(tǒng)的缺陷。我們將進(jìn)行進(jìn)一步的研究，將這個(gè)系統(tǒng)開發(fā)為內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，應(yīng)用于手術(shù)前實(shí)際的癌癥臨床診斷。
這項(xiàng)研究的成果顯示：多模態(tài)生物顯微系統(tǒng)有望定性地研究位于體外的切除的腫瘤的特征。同時(shí)，這種多模態(tài)生物顯微鏡系統(tǒng)也有望通過提升腫瘤切除手術(shù)的準(zhǔn)確率以及縮短手術(shù)時(shí)間，提升癌癥手術(shù)的效率和成功率。
