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全新肺癌檢測方法:吸入奈米粒子後進行尿液化驗即可準確診斷

2024-01-29 12:11:06

麻省理工學院的科學家們開發出了一種更簡便的診斷方法--吸入一些輔助用奈米粒子,然後在一根棍子上小便即可。肺癌通常是透過 CT 掃描來診斷的,但這種方法很不舒服,而且假陽性率很高。此外,CT 掃描器又大又貴,因此並非所有醫院或醫療機構都能提供,尤其是在低收入地區。

不過,麻省理工學院一個團隊的新診斷工具可能會讓事情變得更簡單。患者只需從霧化器或吸入器等小型裝置中吸入一些奈米粒子,然後像驗孕一樣在紙質試紙上小便。

這一切的背後有一個有趣的機制。奈米粒子含有 DNA"條形碼",旨在與中過度活躍的某些酶(稱為蛋白酶)相互作用。如果病人的肺部存在這些蛋白酶,它們就會剪下一點 DNA 條形碼,然後將其留在尿液中。紙質試紙就能檢測到這些鬆動的條形碼,從而得出肺癌陽性結果。

研究人員在經過基因工程改造的小鼠身上測試了這種技術,這些小鼠患上了類似人類的肺癌。在腫瘤開始形成約7.5周後(與人類1期或2期相關),研究人員進行了診斷測試。

在最初的實驗中,研究小組尋找了20種不同的生物標誌物,但在使用演算法找出最佳組合後,他們將範圍縮小到了4種。這種更易管理的組合正是試紙所尋找的。

幾年來,研究人員一直在利用這種機制開發癌症尿檢試紙,但這項新工作增加了一些改進。首先,以前的版本需要將奈米粒子注射到血液中,而可吸入的版本創傷更小,更容易在世界各地儲存和使用。

另一個主要優勢來自過程的另一端。以前,人們使用質譜法分析尿液樣本,以找到 DNA 條形碼,但這需要笨重的裝置,而且並非隨時都能使用。這次,他們開發了一種橫向流動檢測法來檢測生物標誌物--這與廉價、常見的妊娠或 COVID-19 檢測背後的基本技術相同。

這項研究的資深作者桑吉塔-巴蒂亞(Sangeeta Bhatia)說:"我們確實在推動這種檢測方法在低資源環境下的護理點可用性,因此我們的想法是不做任何樣本處理,不做任何擴增,只需將樣本直接放在試紙上,20 分鐘內就能讀出結果。我們的想法是,你來之後就能得到是否需要進行後續檢測的答案,我們可以將早期病變的患者納入系統,讓他們接受治療性手術或獲得救命的藥物。"

在此之前,研究小組現在計劃用人體活檢樣本對感測器面板進行測試,以檢查其檢測人體癌症的能力,最終再進行臨床試驗。

這項研究發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上。

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