加拿大研究人员在美国化学会《ACS纳米》上发表论文称,他们已开发出一种生物传感器,可帮助医生从微小的血液样本中精确诊断出脑癌。

根据美国国家癌症研究所的数据,脑肿瘤的死亡率很高,5年生存率仅为36%。更准确的诊断或会改善这种情况,但组织活检具有侵入性,且可能会错过有关肿瘤组成的重要信息;而基于成像的方法又无法提供足够的灵敏度和分辨率。

为了有效治疗脑癌,医生不仅需要确认恶性肿瘤的存在,还需要确定它是起源于此(原发性肿瘤)还是从其他器官转移到大脑(继发性肿瘤)。医生还需要知道肿瘤位于器官的哪个位置。由于现在没有诊断技术可在无手术或痛苦的脊椎穿刺的情况下完成这一任务,研究人员希望开发一种使用少量血清的无创测试方法。

研究人员使用高强度激光束在镍芯片上产生3D镍—镍氧化物纳米层。这个过程形成的超敏生物传感器能检测出微量的肿瘤衍生物质,如核酸、蛋白质和脂质,这些物质通过血脑屏障进入循环。

传感器使用表面增强拉曼光谱法检测这些组分,该方法为每个样品生成分子谱或指纹。然后,研究人员使用深度神经网络分析这些特征,以找到脑肿瘤的证据并确定其类型,并预测其在大脑中的位置。

使用液体活检平台,研究人员可从5微升血清中检测出脑癌,还可将其与乳腺癌、肺癌和结肠直肠癌区分开来,具有100%的特异性和敏感性。他们在区分原发性脑肿瘤和从肺或乳腺转移到大脑的继发性肿瘤方面取得了类似的成功。

新技术使研究人员能以96%的准确率确定肿瘤位于9个脑区室中的哪一个。研究人员说,该测试的非侵入性允许随着时间的推移监测癌症的发展,以便医生作出更好的治疗决策。


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