北大高校切磋开掘肿瘤微境遇响应探针可用以脑

作者: 必德电竞  发布:2019-05-22

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    6月11日,由第一医院作为主要参加单位之一完成的“肿瘤临床诊断的红外光谱新方法”项目在北京通过成果鉴定。该项目由北京大学化学学院吴瑾光教授牵头,历经10年,累计研究临床病例2000多人,测量收集了一万多张红外光谱图谱(包括食道、胃、肠、肝、胆囊、肾、肺、黑色素瘤、舌、颌下腺、腮腺、甲状腺、乳腺等),在大量实验研究的基础上,归纳整理和比较研究这些光谱数据,发现并证实了一种较好的能满足临床实时诊断要求的红外光谱诊断新方法。这种新型的红外光谱肿瘤检测、诊断法可在3-5分钟或更短时间内快速准确判断肿瘤,可以作为常规病理检验的辅助手段。这种新方法可在外科手术过程中实现在体、原位、实时诊断和检测癌变组织,为外科医生选择手术方案提供快速诊断报告,还可辅助他们监控手术过程。初步临床实验研究结果表明,该方法可以满足多种肿瘤组织快速准确诊断的要求。与病理诊断结果对照,两者符合率在90%以上。我校以石景森教授为首的科研小组自2000年起应邀开展合作研究,为研究工作提供了大量标本,提出了红外光谱诊断应用于内窥镜和手术活检淋巴结的研究方向,并完成了部分临床实验研究。   此次成果鉴定会由北京市科委组织,成果鉴定委员会由中科院、中国医学科学院、清华大学、解放军304医院、公安部第二研究所等11个单位的11位专家组成,张存浩院士任鉴定委员会主任。在听取了课题组的汇报后,专家们进行了质疑和认真的讨论,认为该项目率先提出了一种可用于肿瘤快速诊断和临床医疗应用的红外光谱肿瘤检测新方法。该检验方法快速准确,可实时检测需手术切除的肿瘤及其周边组织。首次提供了一种临床手术治疗急需的,可在体、原位、实时检测的新方法,国内外均未见与此项目相仿的研究报道。专家认为这是一具有原创性并拥有自主知识产权的成果。根据目前在临床试验初步研究取得的进展,这项研究成果将在临床医学中推广应用并发挥重要作用。来源:腾飞交大文字: 陈锐2004-6-23

复旦大学药学院和附属华山医院研究团队合作完成一项研究,将一种新型纳米探针用于脑肿瘤手术导航,通过纳米探针对脑胶质瘤酸性环境的响应性成像引导手术切除,有望为改善脑胶质瘤手术的预后提供一种新策略。近日,该研究成果以《肿瘤微环境响应探针引导脑胶质瘤手术切除》(“Guiding Brain-Tumor Surgery via Blood–Brain-Barrier-Permeable Gold Nanoprobes with Acid-Triggered MRI/SERRS Signals”)为题在线发表于材料学国际顶尖杂志《先进材料》(Advanced Materials)。复旦大学药学院教授李聪带领研究团队,与复旦大学附属华山医院神经外科教授毛颖共同完成该研究。复旦大学药学院博士高西辉是本文的第一作者。

【中国阳网在线2月27日讯】俄罗斯专家发明一种新的脑癌诊断方法,可将判断肿瘤位置的速度提高三倍。目前最常见的脑瘤类型为对化疗不敏感的胶质瘤。但无论是用肉眼目测还是借助核磁共振成像,都无法清除确定肿瘤边界,因此实施手术治疗很困难。结果,术后通常有部分肿瘤留在脑中,导致癌症复发。

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据俄罗斯卫星通讯社报道,莫斯科国立鲍曼技术大学、布尔坚科神经外科研究所和普罗霍罗夫基础物理研究所专家团队提出用太赫兹光谱仪解决这一问题。神经外科医生用它能够在手术中看清肿瘤边界,将显著提高治疗效果,增加患者存活率。"恶性肿瘤比健康组织含有更多水分。" 俄罗斯科学院普罗霍罗夫基础物理研究所实验室主任基里尔·扎伊采夫解释称,"我们的诊断方法正是利用了这个特点,基于水分子对太赫兹辐射的强吸收特性,能够让我们清楚确定肿瘤边界。"

pH双模态响应探针引导胶质瘤切除示意图

专家使用的实验设备为自主研制,实现了众所周知的太赫兹脉冲光谱测定法,并为研究肿瘤片段做了优化。

胶质瘤是颅内最常见的原发性恶性肿瘤,神经外科手术是目前的主要治疗手段,其手术切除程度与临床预后正相关。胶质瘤呈浸润性生长,导致其与正常脑组织之间缺乏明显边界,神经外科医生只能根据经验判断手术切除程度,切除过于保守会残留微小病灶,导致肿瘤很快复发,切除过于激进则有可能破坏肿瘤周围的重要功能区,造成失语、瘫痪等严重后遗症。

此设备的工作原理很简单,即发生太赫兹辐射脉冲,脉冲从生物组织反射时光谱会发生变化,而根据辐射特点的变化可以判断生物组织的光学特性,以此区分神经胶质瘤和健康脑组织。

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"在手术过程中使用新肿瘤边界检测法可以让我们在确定进一步治疗方案时有更多的选择。" 布尔坚科神经外科研究所副博士研究生谢赫-伊斯利亚姆·别什普拉夫称,"特别是,如果我们得知脑部重要功能区的肿瘤为良性,为了最大程度地保留周边组织,不会将其完全切除,而是进行放射治疗,消除肿瘤残余。如果是恶性肿瘤,医生会选择更彻底的手术治疗方法,进行整个切除。"

探针在肿瘤酸性环境中特异性聚集示意图和透射电镜图

"太赫兹诊断法可用于常规手术室,还可在不使用昂贵的肿瘤标志物检测法的情况下进行诊断。在进行普通的核磁共振检查和荧光神经诊断时,肿瘤标志物可以把肿瘤‘照亮'。"扎伊采夫表示,"在手术过程中使用我们的方法研究一个肿瘤片段最多将只用5分钟,至少比现在的方法快3倍。"

研究发现了一种对肿瘤酸性环境具有双模态信号响应的探针,可用于引导胶质瘤的手术切除。高西辉介绍这种基于金纳米粒的新型探针的独特性质:“该类基于探针能通过受体介导转胞吞作用跨越血脑屏障,在肿瘤酸性环境中特异性自组装形成三维球状聚集体,引起T1加权磁共振信号和表面增强拉曼信号的同时增强。高信噪比磁共振成像有助于手术前对胶质瘤进行准确定位,而具有超高灵敏度(皮摩尔−飞摩尔级别)的表面增强拉曼信号可用于手术中引导肿瘤切除。”

莫斯科国立谢切诺夫第一医科大学附属肿瘤学、整形修复外科和放射学医院院长、俄罗斯科学院院士伊戈尔·列舍托夫称,如果技术发展得好,确实有可能取得这种进展。未来这一技术的采用不仅关乎手术质量,也有助于我们加强这种疾病的认识。

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"使用太赫兹波段是因为我们想提高多种癌症的诊断质量。"他解释称,"目前,专家在联合建立使用这种研究方法获得的各种肿瘤细胞图像的完整图库,将来可能有助于发现以前未知的肿瘤结构特点,了解它们与健康组织的相互作用,从而找到完善治疗方法的新途径。"

探针引导胶质瘤手术切除示意图:(A)手持式拉曼成像仪引导胶质瘤切除示意图

此项研究获得俄罗斯科学基金会的资助。目前已用不同程度的恶性脑肿瘤片段对该诊断方法进行了测试,之后这些肿瘤片段被送去进行了仔细的显微解剖学研究。实验过程中,太赫兹诊断结果与组织学专家的判断结果完全一致,表明这种诊断方法精确度和通用度都很高。

(B)手术过程中探针拉曼信号(C)H&E组织染色证实探针准确示踪胶质瘤边界

批量生产使用太赫兹诊断法的技术设备并通过所有必要测试可能需要大约10年时间。

李聪认为,该类探针的创新性在于“可实现不同类型胶质瘤普适性示踪和导航”和“提高胶质瘤边缘的示踪信噪比和准确率”。

毛颖认为,该类双模态影像探针能够实现手术前肿瘤磁共振定位像和手术中拉曼导航像的实时比对,若能应用于临床,则有望克服开颅手术过程中脑移位造成的导航信号偏倚,对提高胶质瘤浸润部位切除率并避免损伤邻近重要脑功能区具有重大意义。文章链接:

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