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10月31日 19:00-21:00
詳情11月06日 19:00-21:00
詳情日前,來自密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院和哈佛大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型激光技術(shù),可發(fā)現(xiàn)肉眼無法看到的腦腫瘤組織。這項(xiàng)技術(shù)可以用于區(qū)分活體小鼠大腦中正常組織和癌癥組織,有助于外科手術(shù)的進(jìn)行。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是著名華人科學(xué)家、美國國家科學(xué)院院士謝曉亮(Sunney Xie)教授,謝教授曾獲美國物理學(xué)會的青年光譜學(xué)家獎、以色列總統(tǒng)獎等多項(xiàng)殊榮,現(xiàn)已被聘為北大化學(xué)與分子工程學(xué)院客座教授。謝曉亮教授是單分子生物物理化學(xué)和相干拉曼散射顯微成像的開拓者之一,其研究組在離體實(shí)驗(yàn)及活細(xì)胞內(nèi)生物系統(tǒng)在單分子水平的動力學(xué)研究方面取得了不少重要的成果,尤其是單分子熒光顯微技術(shù),比如相干拉曼顯微成像技術(shù)(CARS、SRS)等方面成果斐然。
提升腫瘤切除技術(shù)
多型性神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(Glioblastoma Multiforme, GBM)是最常見,也是致死率極高的腦部腫瘤。平均而言,這種疾病的患者一經(jīng)診斷后就只有18個月的剩余時間了。手術(shù)是針對這類腫瘤最有效的治療方法之一,但不到四分之一的患者手術(shù)無法達(dá)到最佳效果。
文章第一作者之一,密歇根大學(xué)Daniel Orringer博士表示,“雖然腦腫瘤手術(shù)已經(jīng)取得了不少進(jìn)步,但是許多患者的存活率并不高,這其中的一部分原因在于臨床醫(yī)師們在手術(shù)完成前,無法確定是否已經(jīng)切除了所有的腫瘤組織”。
正是由于很難區(qū)分腦腫瘤與正常腦組織,而臨床醫(yī)師又主要依賴于組織顏色和質(zhì)地等可見的線索,因此一些癌癥腫瘤組織沒有被切除完全,這就造成了進(jìn)一步的危害。
這項(xiàng)研究利用SRS顯微技術(shù)(SRS microscopy)快速檢測癌癥組織,實(shí)現(xiàn)外科手術(shù)中的可視化。SRS即受激拉曼散射(Stimulated Raman scattering,SRS),能檢測原子間化學(xué)鍵的變化(紅外顯微鏡和拉曼顯微鏡也可以檢測,但是靈敏度低),謝曉亮教授曾表示,SRS顯微鏡是生物醫(yī)藥成像的一個巨大進(jìn)步,開啟了活細(xì)胞新陳代謝的實(shí)時監(jiān)控研究。
在過去15年間,謝曉亮教授一直致力于這種技術(shù)的研究,將其微弱的拉曼信號擴(kuò)增了上萬倍,從而能利用彩色SRS圖像對活體組織進(jìn)行成像。這一研究組甚至實(shí)現(xiàn)了每秒30個新圖片的成像速度,實(shí)時追蹤組織變化。
觀察大腦的微觀結(jié)構(gòu)
這一研究組由跨學(xué)科多方面研究人員組成,包括化學(xué)家,神經(jīng)外科醫(yī)生,病理學(xué)家等,研究論文首次利用SRS顯微鏡在活體組織中觀察到了腫瘤的“邊緣地帶”,即浸潤于正常細(xì)胞中的腫瘤細(xì)胞。這是外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)時最難把握的區(qū)域,尤其是當(dāng)腫瘤已經(jīng)侵入到了具有重要功能的區(qū)域中。
這項(xiàng)技術(shù)能通過檢測化學(xué)鍵的振動來對組織中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的豐富程度進(jìn)行測繪,腫瘤有著相對較高含量的蛋白及相對較低的脂質(zhì),而正常腦組織則兩者皆含量豐富。研究人員利用SRS技術(shù)區(qū)分這兩者之間的差別,對活體小鼠大腦中的癌癥腫瘤組織進(jìn)行快速成像和檢測。
同時為了完成彩色成像,研究人員還對信號進(jìn)行了處理,使脂質(zhì)呈綠色,蛋白呈藍(lán)色,因此腫瘤看上去大多呈藍(lán)色而正常組織則顯示大量的綠色。研究人員在手術(shù)過程中也對活體小鼠進(jìn)行了成像,發(fā)現(xiàn)SRS可在活體腦的區(qū)域中給腫瘤成像,而在這些區(qū)域中腫瘤組織對肉眼來說看上去是正常的。在腫瘤與正常組織之間的邊緣地帶,研究人員看到有細(xì)胞(推測是腫瘤細(xì)胞)向正常腦組織滲透。
作者指出,相比于目前用于腦腫瘤的診斷方法:一種稱為H&E染色的方法,SRS技術(shù)更為準(zhǔn)確。而且后者也可以進(jìn)行實(shí)時追蹤,并且無需染色,切除或?qū)M織進(jìn)行處理。醫(yī)學(xué)`教育網(wǎng)搜集整理
下一步:小型激光臨床試驗(yàn)
目前SRS顯微系統(tǒng)對于手術(shù)室使用,還不夠小型化和穩(wěn)定,這一研究組現(xiàn)在正與Invenio成像公司合作,發(fā)展廉價(jià)的光纖元件,組裝SRS操作系統(tǒng)。此外研究組還與AdvancedMEMS公司合作,試圖減小探頭的尺寸。
明年這一研究組也許還將進(jìn)行更進(jìn)一步的驗(yàn)證研究。
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