通過采用密歇根大學(xué)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(xué)成分圖，癌癥治療的決定可以更好地適應(yīng)個(gè)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(jìn)行的生物測(cè)定獲得。
然而，腫瘤的化學(xué)環(huán)境對(duì)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(huì)削弱放射治療的有效性。
現(xiàn)在，來自密歇根大學(xué)和意大利兩所大學(xué)的一組科學(xué)家證明，使用特殊納米粒子的成像系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)、高分辨率的化學(xué)圖，顯示腫瘤中感興趣的化學(xué)物質(zhì)的分布。
它可能會(huì)導(dǎo)致一種方法來幫助臨床醫(yī)生針對(duì)特定患者量身定制更好的癌癥治療建議——精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。
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(xué)化學(xué)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(xué)物質(zhì)的體內(nèi)化學(xué)成像方法。
研究人員使用一種稱為光聲化學(xué)成像或PACI的組織“化學(xué)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(jìn)行的，”科佩爾曼說。
該團(tuán)隊(duì)在小鼠身上測(cè)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(xué)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(xué)意義的特定化學(xué)物質(zhì)，例如氧氣、鈉或鉀。
當(dāng)這種納米傳感器被能夠穿透腫瘤組織的紅外激光激活時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生超聲波信號(hào)，該信號(hào)可用于繪制該特定化學(xué)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(fù)跟蹤特定患者腫瘤的特征，以評(píng)估腫瘤隨時(shí)間推移的化學(xué)環(huán)境。
“這將允許優(yōu)化針對(duì)特定患者的治療方法——精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，”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(cè)氧氣。在對(duì)小鼠腫瘤進(jìn)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(duì)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(jiǎn)單、無創(chuàng)且廉價(jià)的方法來預(yù)測(cè)放射治療對(duì)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(xué)圖譜將幫助臨床團(tuán)隊(duì)根據(jù)腫瘤異種移植物化學(xué)圖譜的新診斷，為特定患者的腫瘤開出個(gè)性化的最佳治療方案。”
在這項(xiàng)研究中，PACI已被用于患者來源的異種移植物。最終目標(biāo)是能夠直接在患者體內(nèi)制作化學(xué)圖譜。
Kopelman說，這是可行的，因?yàn)楣饫w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(xué)物質(zhì)開發(fā)納米傳感器，并且每個(gè)納米傳感器都需要得到食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。
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