磁化線可用於檢測人體內的癌症

根據斯坦福大學醫學院的研究人員的一項研究，用於阻斷稀有和難以捕獲的腫瘤細胞的磁線可能被證明是一種快速有效的早期癌症檢測策略。

穿過靜脈的導線吸引了特殊的磁性納米顆粒，這種納米顆粒被設計成腫瘤細胞，如果你身體某處有腫瘤，可能會在血液中漫遊。由於這些腫瘤細胞基本上被磁化，導線可以使用將家庭照片保存到冰箱的相同力將細胞從自由流動的血流中吸出。

到目前為止，該技術僅用於豬，比現有的基於血液的癌症檢測方法吸引了10-80倍的腫瘤細胞，使其成為早期發現疾病的有效工具。該技術甚至可以幫助醫生評估患者對特定癌症治療的反應：如果治療有效，血液中的腫瘤細胞水準應隨著細胞死亡而脫離腫瘤，隨著腫瘤縮小而下降。

目前，Sam Gambhir，醫學博士，放射學教授兼主席以及斯坦福大學癌症早期檢測的Canary中心主任，專註於將電線作為癌症檢測方法，但其影響範圍可能更廣。

「在血液中存在感興趣的細胞或分子的任何其他疾病中，它可能是有用的，」Gambhir說，他在同事的幫助下開發了電線。「例如，假設您正在檢查細菌感染，在任何這些情況下循環腫瘤DNA或導致炎症的稀有細胞，導線和納米顆粒有助於豐富信號，從而檢測疾病或感染。 「

該研究將於7月16日在線發表在Nature Biomedical Engineering上。Gambhir是資深作者。博士後學者Ophir Vermesh，醫學博士，博士; 外科住院醫師田家傑西格醫師; 和MD-PhD學生Amin Aalipour分享主要作者身份。

不需要小瓶血

從腫瘤中脫落並自由地遊動血流的細胞，也稱為循環腫瘤細胞，可以作為癌症生物標誌物，表明疾病的存在。

那麼，您可能想知道，為什麼需要一種全新的方法來捕獲血液中的細胞？難道一個簡單的血液抽出相同的漂浮腫瘤細胞虹吸？假設，是的，但是循環的腫瘤細胞通常是稀缺的，並且血液抽取僅僅是幾百毫升的總血液量，在成年人中大約是5升。

「這些循環腫瘤細胞很少，如果你只是採取常規血液樣本，那些試管可能甚至不會有一個循環腫瘤細胞，」弗吉尼亞和DK路德維希癌症臨床研究教授Gambhir說。研究。這就像在浴缸裡尋找一粒沙子，但只能舀出幾杯水。

「所以醫生最後說，"好吧，沒有什麼。"」

Gambhir說，這是他看到磁線產生影響的地方。對於大約小指的長度和回形針厚度的導線來說，循環的腫瘤細胞必須用納米顆粒有效地磁化。納米顆粒含有鎖定在循環腫瘤細胞上的抗體。一旦懸浮的腫瘤細胞和納米顆粒結合在一起，細胞就會將微小的磁鐵隨之拉動，當細胞 - 磁體複合物流過導線時，它會被磁力驅使從血液中的常規路徑轉向並粘在線。然後，從靜脈中取出導線，剝離細胞進行分析。

Gambhir和他的團隊還沒有在人們身上試用電線，因為他們仍然要向美國食品和藥物管理局申請批準，但是他們已經成功地在豬身上進行了測試，將設備放在豬耳朵附近的靜脈中。這種靜脈非常類似於人體手臂中的靜脈。與5毫升血樣相比，磁線提取的癌細胞多10-80倍; 與不同的，市售的基於線的檢測方法相比，該線拾取了500至5,000個更多的腫瘤細胞。

Gambhir說：「我們估計需要大約80管血液來匹配電線在20分鐘內能夠採樣的情況。」 當然，他繼續說，從一個人身上移除80個試管是不切實際的; 那超過半升。「因此，我們希望這種方法能夠豐富我們的檢測能力，讓我們更好地了解這些循環腫瘤細胞的罕見程度，以及它們在癌症存在後如何早期存在。」

柔軟的電線

Gambhir說，該技術還可用於收集位於難以活檢位置的腫瘤的遺傳資訊，或提供有關癌症治療效果的資訊。也許最有趣的是，磁線甚至可以自身發展成為一種治療方法。

Gambhir說：「如果我們能夠真正擅長吸收癌細胞，那麼你可以考慮一種長期使用電線的應用。」 「這種方式幾乎就像一個過濾器，可以抓住癌細胞並阻止它們擴散到身體的其他部位。」

現在，Gambhir正致力於為人類準備技術，這涉及納米粒子的批準。他的實驗室正在對小鼠進行毒性研究，密切關注不結合的剩餘納米顆粒會發生什麼。他說，到目前為止，沒有任何毒性跡象，並且附加物在幾周內會衰減。Gambhir也正在研究已經獲得FDA批準的納米顆粒，並努力調整它們以用於電線。一旦該技術被批準用於人類，其目標是將其發展成一種多管齊下的工具，以促進癌症治療的檢測，診斷，治療和評估。

這項工作是斯坦福醫學專註於精準健康的一個例子，其目標是預測和預防健康疾病，並精確診斷和治療疾病。