新型生物傳感器利用一滴血液或能實(shí)現(xiàn)對腦癌的診斷

據(jù)Premachandran S 2022年9月16日（ACS Nano，2022 Sep 16.doi:10.1021/acsnano.2c04187.）報(bào)道，多倫多城市大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究開發(fā)了一種新型的生物傳感器，其或能幫助臨床醫(yī)生通過微量的血液樣本精確地診斷腦癌。

近年來，盡管腦癌的研究取得了重大進(jìn)展，但據(jù)美國國家癌癥研究所的數(shù)據(jù)顯示，這類癌癥患者的死亡率仍然很高，其5年生存率約為36%；更為準(zhǔn)確地診斷或許能改善這種狀況，但組織活檢技術(shù)具有一定的侵入性，也會錯過關(guān)于腫瘤組成的重要信息，同時，基于成像的方法也并不能提供有效的敏感性和分辨率。

為了有效地治療腦癌，臨床醫(yī)生不僅需要證實(shí)惡性腫瘤的存在，還需要確定是源自哪里（原發(fā)性腫瘤）或從其他器官轉(zhuǎn)移到大腦（繼發(fā)性腫瘤）；同時還需要知曉腫瘤在器官中的具體位置，目前沒有診斷技術(shù)能在不進(jìn)行手術(shù)或痛苦的脊柱穿刺的情況下完成這一壯舉。Tan B的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種利用微量血清來進(jìn)行的無創(chuàng)檢測技術(shù)。

研究人員利用高強(qiáng)度的激光束在鎳芯片上形成了一種三維鎳-氧化鎳納米層結(jié)構(gòu)，這一過程產(chǎn)生了一種超靈敏的生物傳感器，從而能幫助研究人員檢測微量的腫瘤衍生物，比如核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等，這些物質(zhì)能通過血腦屏障進(jìn)入到血液循環(huán)中。這種新型傳感器能利用名為表面增強(qiáng)拉曼光譜（surface-enhanced Raman spectroscopy）的技術(shù)來檢測上述成分，其能為每個樣本產(chǎn)生分子輪廓或指紋圖譜；隨后研究人員就能利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析這些輪廓從而找到腦癌存在的證據(jù)并定義其類型，以及預(yù)測腫瘤在大腦中的精確位置。

利用這種液體活檢平臺技術(shù)，研究人員僅利用5μL血清樣本來檢測腦癌，同時還能將其與乳腺癌、肺癌和結(jié)直腸癌區(qū)分開來，其特異度和靈敏度都能達(dá)到100%。研究人員在區(qū)分原發(fā)性腦癌和從大腦轉(zhuǎn)移到肺部或乳腺的繼發(fā)性腫瘤上也能取得類似的成功。輪廓分析還能幫助研究人員以96%的準(zhǔn)確度確定腫瘤位于9個大腦區(qū)室中的哪一個，這種檢測技術(shù)的無創(chuàng)特性或能允許醫(yī)療專家隨著時間延續(xù)監(jiān)測患者機(jī)體癌癥的發(fā)育和進(jìn)展，以便其能制定出更好的療法決策。

該研究結(jié)果表明，研究人員開發(fā)出的這種利用患者血清進(jìn)行深度監(jiān)測的手段或能作為一種有前途的無創(chuàng)液體活檢技術(shù)，或能潛在補(bǔ)充當(dāng)前的腦癌診斷技術(shù)。