研究发现,基于激光的设备可以检测并杀死血液中的黑色素瘤细胞

细胞检波器是一种无创性的液体活检,使用激光和声波扫描循环血液中的黑色素瘤细胞。在一项小型临床研究中,该装置准确地检测并减少了癌细胞的数量。

细胞电话装置使用激光束和声波扫描循环血液中的黑色素瘤细胞。

的功劳:阿肯色大学医学科学

的科学家开发了一种无创装置,不仅可以检测流经血液的黑色素瘤细胞,还可以杀死它们。

装置研究人员称之为细胞电话,在28名黑色素瘤患者中准确检测出27人的癌细胞。它还减少了参与者血液中癌细胞的数量,表明它可能会杀死这些细胞。

该设备使用激光束和声波扫描循环血液中的黑色素瘤细胞。它不需要任何针头或采血,可以在几个小时内扫描一个人的整个血液体积约5升。

NCI资助的研究证明了使用该设备检测黑色素瘤患者血液中癌细胞的可行性,该研究的高级研究员弗拉基米尔·扎罗夫博士说。,D、 阿肯色大学医学科学系阿肯色纳米医学中心主任,NCI癌症治疗与诊断部的Miguel Ossandon博士说:

“检测循环肿瘤细胞的一个问题是,它们在血液中的含量非常少。”,世卫组织监督了这项研究的资助。

根据6月12日发表在《科学转化医学》杂志上的研究结果,这种细胞电话装置能够在一升血液中检测出单个癌细胞,使其比现有的用于寻找循环癌细胞的技术敏感一千倍。

扎罗夫博士和他的团队希望制造更多的设备,以便他们能够对更多的黑色素瘤患者进行更大规模的研究。

虽然这种方法只能检测出含有色素的细胞,阿肯色大学医学科学博士、主要作者叶卡捷琳娜·加兰扎指出,经过一些修改,它也适用于黑色素瘤以外的癌症。例如,通过使用无毒的金纳米粒子,研究小组使用了类似的方法来检测小鼠和乳腺癌患者血液样本中的循环乳腺癌细胞,她解释说,

发现循环肿瘤细胞

癌细胞并不总是固定在肿瘤上,有些会脱落并自由漂浮在血液和淋巴系统中。研究人员已经开发出一种被称为液体活组织检查的检测方法,用来检测和分析循环中的肿瘤细胞,目的是帮助医生照顾癌症患者。

大多数液体活组织检查都是从患者身上采集一小瓶血液,然后在实验室中使用先进的技术来处理和分析血液对于癌细胞的存在,作者写道:

这种方法有局限性。例如,将细胞从体内取出并放入实验室可以改变它们,从而影响分析的准确性。

相反,当癌细胞在患者体内时,Cytophone检测癌细胞。该设备的工作原理是将短激光脉冲传送到人体手部皮肤下的血管,同时将其手轻轻地固定在定制的支架上。当循环的黑色素瘤细胞通过激光束时,其内部的色素会被加热,产生声波,超声波传感器可以检测到。

细胞检波器方法的另一个优点是它不能通过特定的分子特征识别黑色素瘤细胞,德克萨斯大学安德森癌症中心皮肤病学副教授凯利·纳尔逊(Kelly Nelson)说,每个病人的情况都有很大不同,他没有参与这项研究。“细胞电话”可能比更多的基于分子的方法更适用于黑色素瘤的更广泛的背景,”她说。

在研发了多年的设备并在动物身上进行了测试后,在其轨道上阻止了癌症

,扎罗夫博士的团队获得了NCI的资助,在临床环境中进行研究。

首先是sci实体学家使用了18名患有黑色素瘤的志愿者和10名没有定义基线测量的志愿者的细胞电话,并训练了一种计算机算法来区分癌细胞和健康细胞。

在健康志愿者中没有检测到癌细胞的信号,尽管一些来源不明的信号被提取出来。研究人员估计,该装置95%的时间内正确识别了那些没有癌症的人(即特异性)。参与者报告没有疼痛或皮肤变化。

接下来,研究小组在另外10名黑色素瘤患者身上测试了这种方法,以确认它可以找到循环黑色素瘤细胞。总的来说,该工具在除了一个黑素瘤患者以外的所有患者身上检测到癌细胞,显示出高灵敏度(能够正确识别癌症患者)。

适用于循环肿瘤细胞浓度高到可以用常规方法检测到的志愿者,研究人员还通过几项不同的实验室测试检查了血液样本中循环肿瘤细胞的数量,证实了细胞电话装置的结果是准确的。

,因为科学家们将该装置用于黑色素瘤患者身上,他们注意到一个有趣且出乎意料的模式:来自循环肿瘤细胞的信号随着时间的推移而下降。他们想知道,细胞电话是否可以同时检测和破坏癌细胞。

虽然我们已经证明激光可以杀死动物体内的循环肿瘤细胞,但这并不是我们在人类身上的最初目标。“我们使用相对较低的激光能量进行诊断,”扎罗夫博士说,“当黑素瘤细胞被激光束加热时,细胞内的色素蛋白周围会形成微小的气泡。”。当这些气泡迅速膨胀时,它们会在物理上破坏细胞。虽然激光束也能加热红细胞中的色素,但不会形成气泡,因此不会对健康细胞造成伤害。

在实验室测试中,科学家们发现,激光束照射1小时后,从患者采集的血液样本中肿瘤细胞的数量明显减少,尽管减少的程度因病人而异。在一个案例中,这个装置将癌细胞的数量减少了11倍。研究人员指出,细胞的杀伤特性可能取决于黑色素瘤细胞中色素的含量。

是因为一些循环中的癌细胞有能力从血液中排出,在身体其他部位形成新的肿瘤(转移),破坏血液中的细胞可能会降低癌细胞扩散的风险,科学家们写道:

在早期发现黑色素瘤

虽然细胞电话方法还远没有在临床上常规应用,但它可能有几个潜在的应用,研究人员说。

研究小组计划把重点放在测试该设备作为早期黑色素瘤的潜在筛查工具,扎罗夫博士指出。他解释说,与黑色素瘤扩散到身体其他部位相比,早期发现黑色素瘤的治疗效果更为明显。纳尔逊博士说,在目前的研究中,细胞电话装置在所有三名已知患有II期黑色素瘤的参与者身上检测到循环肿瘤细胞。

利用该装置作为筛查工具,可以帮助确定哪些人应该继续接受训练有素的皮肤科医生的全身皮肤检查。然而,“获得支持这种方法所需的证据需要更多的研究,”她补充道,

监测早期黑色素瘤患者的转移可能是该设备的另一个潜在应用,纳尔逊博士指出。她说,患有早期疾病的人常常担心他们的癌症正在扩散,而“有一种无创技术检测疾病早期进展的可能性已经给了患者很大的希望。”

但是在这成为可能之前,还需要进一步的验证和测试,她说强调:“