通過采用密歇根大學研究人員正在開發(fā)的一種新的成像方法來繪制患者腫瘤的化學成分圖，癌癥治療的決定可以更好地適應個體患者。
如今，癌癥的治療方法——無論是手術(shù)、放射療法還是免疫療法——都是根據(jù)腫瘤的位置、大小和侵襲性來推薦的。該信息通常通過解剖成像(MRI或CT掃描或超聲波)以及在腫瘤活檢獲得的組織中進行的生物測定獲得。
然而，腫瘤的化學環(huán)境對特定治療的有效性有顯著影響。例如，腫瘤組織中的低氧水平會削弱放射治療的有效性。
現(xiàn)在，來自密歇根大學和意大利兩所大學的一組科學家證明，使用特殊納米粒子的成像系統(tǒng)可以提供實時、高分辨率的化學圖，顯示腫瘤中感興趣的化學物質(zhì)的分布。
它可能會導致一種方法來幫助臨床醫(yī)生針對特定患者量身定制更好的癌癥治療建議——精準醫(yī)學。
他們的研究發(fā)表在ACSNano上，據(jù)該論文的資深作者之一、密歇根大學化學教授RaoulKopelman介紹，該研究首次展示了一種可推廣到任何感興趣的化學物質(zhì)的體內(nèi)化學成像方法。
研究人員使用一種稱為光聲化學成像或PACI的組織“化學成像”方法。
“這種方法的新穎之處在于它是在體內(nèi)直接在體內(nèi)進行的，”科佩爾曼說。
該團隊在小鼠身上測試了他們的系統(tǒng)，這些小鼠植入了來自患者腫瘤活組織檢查的組織，稱為異種移植物。源自患者的異種移植物概括了患者腫瘤的遺傳和生物學特征。
PACI使用Kopelman和其他人在過去幾十年開發(fā)的納米顆粒，這些納米顆?？梢宰⑸涞叫∈篌w內(nèi)以靶向腫瘤并感知具有生物醫(yī)學意義的特定化學物質(zhì)，例如氧氣、鈉或鉀。
當這種納米傳感器被能夠穿透腫瘤組織的紅外激光激活時，就會產(chǎn)生超聲波信號，該信號可用于繪制該特定化學物質(zhì)的濃度和分布圖。
PACI方法可用于小鼠異種移植物，以反復跟蹤特定患者腫瘤的特征，以評估腫瘤隨時間推移的化學環(huán)境。
“這將允許優(yōu)化針對特定患者的治療方法——精準醫(yī)學，”科佩爾曼說。
Kopelman及其同事將PACI與納米顆粒結(jié)合使用，以感測氧氣。在對小鼠腫瘤進行放射治療后，研究人員發(fā)現(xiàn)腫瘤各部分的氧氣水平與放射治療對腫瘤組織的破壞程度之間存在顯著相關(guān)性——組織中的局部氧氣越低，局部放射治療的療效就越低.
“因此，我們提供了一種簡單、無創(chuàng)且廉價的方法來預測放射治療對給定腫瘤的療效，并確定腫瘤微環(huán)境中的治療耐藥區(qū)域，”Kopelman說。
“這種化學圖譜將幫助臨床團隊根據(jù)腫瘤異種移植物化學圖譜的新診斷，為特定患者的腫瘤開出個性化的最佳治療方案。”
在這項研究中，PACI已被用于患者來源的異種移植物。最終目標是能夠直接在患者體內(nèi)制作化學圖譜。
Kopelman說，這是可行的，因為光纖可以穿過患者的靜脈系統(tǒng)，就像在心臟手術(shù)中所做的那樣，以接近腫瘤。然后納米傳感器可以被激光激活，但它需要為每種感興趣的化學物質(zhì)開發(fā)納米傳感器，并且每個納米傳感器都需要得到食品和藥物管理局的批準。
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