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Sci Transl Med:美学者研发手持肿瘤诊断设备

摘要 : 2017年9月6日,国际顶尖学术期刊《Science》旗下《Science Translational Medicine》杂志上在线发表了美国德克萨斯大学奥斯汀分校张嘉玲(音译)研究组的一篇研究论文,研究报道了一种类似钢笔的手持式诊断装置,能在手术过程中快速识别肿瘤组织

2017年9月6日,国际顶尖学术期刊《Science》旗下《Science Translational Medicine》杂志上在线发表了美国德克萨斯大学奥斯汀分校张嘉玲(音译)研究组的一篇研究论文,研究报道了一种类似钢笔的手持式诊断装置,能在手术过程中快速识别肿瘤组织,仅需10秒钟即可提供准确结果,效率是现有方法的150倍以上。

这种名为MasSpec Pen的诊断装置,能快速为外科医生提供有关切除或保留目标组织的精确信息,有助于提升手术治疗效果,并降低患者癌症复发的几率。

手术后,癌症患者最担心的事情,就是肿瘤组织清除得不彻底,因为残留的肿瘤组织会让病人癌症复发的风险大大增加。但要在手术期间准确区别肿瘤组织和健康组织并非易事,即使借助目前最先进的冷冻切片分析法,也要30分钟或更长时间才能得出结果,这会增加麻醉的负面影响及患者的感染风险。而且,对于某些类型的癌症,冷冻切片分析法的准确率也差强人意。

为了寻找更有效的能实时进行组织良恶性分析的方法,该研究团队开发出了MasSpec Pen。这种像钢笔一样的手持装置,仅用10微升水,就能从患者的组织中轻柔地提取分子,然后利用质谱分析仪进行检测,10秒钟后即可确认样本是肿瘤组织还是健康组织。由于仅用水来采集分子,仪器探针也由一种生物兼容的安全材料3D打印而成,因此对患者的影响极小,不会造成任何可观察到的组织损伤。

研究人员使用MasSpec Pen对采自253名肺癌、卵巢癌、甲状腺癌和乳腺癌患者的肿瘤组织和健康组织样本进行了分析,诊断结果准确度高达96%。

研究人员指出,MasSpec Pen是一种生物兼容型自动化医疗设备,可帮助医生更精确、快速、安全地进行手术,提高治疗效果,减少癌症复发几率。他们已提交了专利申请,并计划从明年开始在肿瘤切除手术中测试这种新技术。

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原文链接:

Nondestructive tissue analysis for ex vivo and in vivo cancer diagnosis using a handheld mass spectrometry system

原文摘要:

Conventional methods for histopathologic tissue diagnosis are labor- and time-intensive and can delay decision-making during diagnostic and therapeutic procedures. We report the development of an automated and biocompatible handheld mass spectrometry device for rapid and nondestructive diagnosis of human cancer tissues. The device, named MasSpec Pen, enables controlled and automated delivery of a discrete water droplet to a tissue surface for efficient extraction of biomolecules. We used the MasSpec Pen for ex vivo molecular analysis of 20 human cancer thin tissue sections and 253 human patient tissue samples including normal and cancerous tissues from breast, lung, thyroid, and ovary. The mass spectra obtained presented rich molecular profiles characterized by a variety of potential cancer biomarkers identified as metabolites, lipids, and proteins. Statistical classifiers built from the histologically validated molecular database allowed cancer prediction with high sensitivity (96.4%), specificity (96.2%), and overall accuracy (96.3%), as well as prediction of benign and malignant thyroid tumors and different histologic subtypes of lung cancer. Notably, our classifier allowed accurate diagnosis of cancer in marginal tumor regions presenting mixed histologic composition. Last, we demonstrate that the MasSpec Pen is suited for in vivo cancer diagnosis during surgery performed in tumor-bearing mouse models, without causing any observable tissue harm or stress to the animal. Our results provide evidence that the MasSpec Pen could potentially be used as a clinical and intraoperative technology for ex vivo and in vivo cancer diagnosis.

来源: Science Translational Medicine 浏览次数:0

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