肿瘤精准诊断新方法 荧光成像定量检测多个肿瘤标志物

2018年8月09日 10:52:06 来源: 上海新闻综合频道
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  复旦大学昨天发布一项最新科研重大突破成果,并引起了国际关注。该校化学系教授张凡团队经实验发现,近红外荧光寿命成像技术可运用于活体多重检测当中,有望成为一种全新的肿瘤精准诊断方法。

  目前,对组织进行切片仍为临床医学中诊断肿瘤的主要方法。然而在这一诊断方法的背后,却隐藏着诸多风险与隐患。切片诊断技术不得不依赖于肉眼对肿瘤的性质、大小与阶段作出判断,诊断结果的精确度仍不能完全保证。同时,传统的切片活检过程也难以避免肿瘤细胞转移的风险。那么,未来是否能开发一种全新的技术,无需通过手术切片操作,就可以无创地实现肿瘤精准诊断?

  张凡教授表示,荧光是自然界中常见的一种发光现象,可以通过荧光探针介质来对生物体组织进行成像检测。荧光成像不仅具备了实时性和高空间分辨率等特点,同时还能通过多个不同波长的荧光信号,以实现多个待测物的同时多通道检测。荧光成像所具备的一系列优势,使其在生命科学、药学和医疗诊断等领域都有着非常广泛的应用前景。

  在过去的工作中,研究者们主要致力于在可见光区和近红外第一窗口内进行荧光成像。但由于生物体内不同的组织(如皮肤、脂肪、骨骼等)对激发光和发射光均具有不同的散射和吸收作用,使得在这两个区间内的光学穿透深度和成像分辨率都比较低。这种现象就好比是在夜晚拿着照相机拍照,不仅难以拍清较远的物体,照片成像中的噪点也会格外明晰。

  最近,研究者们发现,在近红外第二窗口区内,生物组织对激发光和荧光信号的散射和吸收作用极低。光在穿透皮肤、脂肪等生物组织时的“折损率”就极大地下降了。换句话说,相比起可见光区和近红外第一窗口,荧光信号在近红外第二窗口区域内可以更好地实现对生物体的深组织成像。同时,生物组织在近红外第二窗口区域内的自发荧光效应也较低,使生物组织内的待检测荧光信号较少受到来自生物组织本身的自发荧光的干扰。消除了生物组织自身的干扰因素后,成像“照片”中的“噪点”也就得到了显著减少。正是在这两大优势的助力下,近红外第二窗口区域内的荧光成像在生物组织多重检测中有着较好的表现与巨大的发展前景。  

  相较于传统临床诊断技术一次只能对一种肿瘤标志物进行检测的限制,张凡团队提出的时间维度成像方法可以同时定量多个肿瘤标志物,显著提高了检测的效率。同时,时间维度成像法还以“拍照”的形式取代了原本的活检手术,不仅可以直接避免肿瘤细胞转移的风险,同时降低了传统方法在组织切片、处理和评分过程中可能造成的人为误判风险,有望成为一种新型的无创肿瘤诊断方法。

  据悉,目前该研究仍停留在实验室阶段,还需进一步向临床试验推进。荧光寿命纳米探针进入人体后在各个脏器中的分布以及代谢程度如何,仍然有待后续研究做出进一步的考察与分析。但是这一科研成果所点亮的诸多可能,都将为分析化学、材料科学、生物光子学、生命科学、生物医学工程和医疗诊断等领域拓宽研究视野与前行的方向。