科学家研发一种新的可穿戴设备可以更精确地检测癌症

来自密歇根大学的研究人员已经开发并正在测试一种他们称之为“精确医学的缩影”的设备，它可以检测血液中的癌症。

“没人想做活检，”安阿伯密歇根大学罗杰尔癌症中心的乳腺癌研究教授斯图尔特·B·帕德诺斯(Stuart B.Padnos)博士丹尼尔·海斯(Daniel Hayes)说。

活检是侵入性的，可能会让人不舒服，但目前它们是确定一个人是否患有此病的最准确的方法。癌.

但是，海斯博士建议，“如果我们能从血液中获得足够的癌细胞，我们就可以利用它们来了解肿瘤生物学和对病人的直接护理。“

海斯博士和他的团队最近开发了一种可穿戴设备，它可以“过滤”癌细胞的循环血液-如果它通过所有测试-可以取代。液体活检医疗保健专业人员从个人身上抽取血液或尿液样本来寻找癌症的标志。

癌症肿瘤向血液中释放细胞，这意味着，至少在理论上，通过采集血液样本并对其进行分析，专家应该能够检测到癌症的存在。

然而，说起来容易做起来难，因为，即使是在有恶性肿瘤的人身上，血液样本也可能显示不出多少，或任何东西，因为癌细胞会迅速进入血液循环，而且可能不会出现在一个血液样本中。

在这种并发症的刺激下，海斯博士和他的密西根大学同事们发明了一种装置，可以完成液体活检的所有工作，但实际上是“扫描”血液中的癌细胞。

目前，该团队已经在狗身上测试了这个装置，并报告了调查结果在杂志上自然通讯.

实现有效设计的挑战

研究人员解释说，虽然大多数最终进入血液的癌细胞不能存活很长时间，但那些存活下来的癌细胞可能会在身体的不同部位形成一种新的转移性肿瘤。

因此，必须尽快发现癌症的存在，并对其进行适当的治疗，防止其扩散并造成进一步的损害。

当他们决定尝试开发一种可穿戴设备来筛查血液中的癌细胞时，海斯博士和他的同事们面临着一系列他们必须克服的障碍。

首先，该设备的尺寸约为2×2.75×1英寸，但它必须符合所有血液检测和分析技术，这些技术通常相当于一台桌子那么高的机器。然后，他们必须找到方法，使这种可穿戴设备有效和安全。

“最具挑战性的部分是将所有部件整合到一个设备上，然后确保血液不会凝结，细胞不会堵塞芯片，整个装置完全无菌，”该研究的第一作者、博士金泰贤(Tae Hyun Kim)解释道。

这个团队确实想出了一些创造性的解决方案来解决所有这些问题。首先，他们找到了一种将血液通过装置与抗凝血剂(抗凝血剂)肝素混合的方法。然后，他们想出了一种方法，确保设备保持无菌状态，而不影响芯片上的抗体，以帮助识别癌细胞。

至于位于这一装置核心的芯片，研究人员解释说，它使用氧化石墨烯创造了一种“过滤”机制，它的抗体能够捕获血液中80%以上的癌细胞。

“精密医学的缩影”

为了测试这个装置，研究人员对健康的狗进行了实验，他们注射了人类癌细胞。研究小组确信，这种治疗对注射后几小时内免疫系统清除外来细胞的动物没有长期影响。

在他们的实验中，研究人员在癌细胞注射后的最初几个小时给狗服用温和的镇静剂，然后他们安装了检查装置。

此外，研究小组每隔20分钟从每只动物身上采集血样，并使用与实验装置中植入的芯片相同的设计，分别对这些样本进行癌细胞筛选。

研究人员发现，这种可穿戴设备识别和收集的癌细胞是同一芯片在体外“扫描”血液样本时的3.5倍。

研究报告的合著者Sunitha Nagrath博士说：“每隔五分钟就有一个安全摄像头拍一次门，或者拍一段视频。如果入侵者在这两张照片之间进入，你就不会知道这件事了。”

在未来的研究中，研究人员的目标是通过提高可穿戴设备的血液处理率来完善其性能。为了进一步测试，在一个更现实的背景下，调查人员计划将其用于已经患癌症的狗身上。

尽管到目前为止，这款新设备显示出了很多希望，但海耶斯博士认为，在人类可以使用它之前，还有一段时间要走。他估计，该小组可能能够在3至5年内对人类参与者进行临床试验。

"这是精密医学的缩影，目前在肿瘤学领域是如此令人兴奋。“