好消息,乳腺癌有望實現早期快速診斷!

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據世界衛生組織調查表明,現在乳腺癌是繼宮頸癌之後可通過二級預防降低死亡率的腫瘤,預後也比較好。

那麼怎麼早期發現乳腺癌呢?如何才能在癌症爆發前就將癌細胞扼殺在搖籃中呢?這肯定是廣大女性朋友最關心的問題之一。

TED最近有一期關於癌症早發現早治療的演講,嘉賓是Joshua Smith先生,他的團隊正在通過納米科技研發一種能提早發現人體癌細胞的方法,這種方法簡單而且對人體無傷害,一旦普及將給癌症檢測領域帶來革命性的影響,從而拯救萬千生命。

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講師:Joshua Smith (既是IBM的納米技術研究方面的研究專家,也是一位抗癌戰士,致力於結合工程學、生物學技術來更好了解癌症的進展。)

主題:癌症早發現早治療的新招

演講文字版:

癌症就在我們身邊

「你得了癌症」,遺憾的是,大約40%的人會在生命某一時段聽到這句話,這意味著,你最親密的朋友和親戚中,有五分之一將被診斷患有某種形式的癌症。

除了身體上的困難,在美國大約三分之一的癌症倖存者將舉債而治療,他們比健康人宣布破產的可能性至少高2.5倍。

癌症是滲透性的,不僅給人帶來巨大的情感損失,同時,也耗費著家庭財力。

但被診斷患有癌症並不意味著死亡,越早被診斷患有癌症,並找到其根源,是改善治療方法、緩解心理壓力以及減輕經濟負擔的重要因素之一。

最重要的是在癌症早期確診,也是我研究的主要目的之一,會在很大程度上提高你的存活率。

以乳腺癌為例,研究發現,在癌症初期被確診並接受治療的患者,有接近100%的五年存活率,對於在癌症第四階段才開始接受治療的患者,這一幾率將減少至22%,結腸直腸癌和卵巢癌也是如此。

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癌症早期診斷大大降低治療成本(圖片來源:Cancer Research UK)

現在,我們都意識到早期確診對未來的存活率至關重要,可問題是,很多癌症檢測儀具有強侵害性、費用高、診斷不精確,且它們要花很長時間才能得出診斷結果。

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更糟的是,對於某些癌症而言,比如卵巢癌、肝癌或胰腺癌,優良的篩查方法並不存在。這意味著通常只有當病理症狀顯現出來時,患者才意識到要去就醫,而這些病症的出現,表明患者已處於癌症晚期。

如同在沒有預警系統的地區突發龍捲風一般,當危險向你逐步逼近時,卻沒有警告信號加以提醒,而你的存活率會在很大程度上降低。

發明出方便、易於使用、費用低、侵害性小,並能在短時間內得出診斷的定期篩查方法,會為我們在與癌症鬥爭的過程中,提供強有力的武器。早期確診可以讓患者儘早得到治療,而非坐以待斃,等待癌症的甦醒,這就是我多年來研究的目的。

妻子確診患有乳腺癌

在過去三年里,我一直在研究,能夠幫助醫生在癌症初期快速確診的科技。作為一個科學家,我心懷深切的好奇心,以及無限的熱情想改變這些數字。

但在去年,這場與癌症的鬥爭蔓延至我的私人生活,我的妻子被確診患有乳腺癌。

這樣的經歷,為我提供了前所未有且強大的精神動力,我深知,癌症治療會對一個人的生活產生多大的改變,我也很清楚癌症給一個家庭造成什麼樣的精神負擔,而在我們家,其中還包括了兩個年幼的女兒。

因為我妻子的乳腺癌發現得很早,在定期乳房X光檢查中被查出,我們選擇了醫治局部腫瘤的治療方法,這讓我更加確信在癌症早期確診的重要性。

與其他癌症不同,乳房X光檢查可以檢測出早期乳腺癌。但並不是每位患者都會這麼做,亦或她們還未到中年,還沒有被建議去做乳房X光檢查前就已患上了乳腺癌。

所以,即便對於有篩查方法的癌症,仍有很多需要改良的地方,對那些尚未研發出篩查方法的癌症更是如此。癌症研究者面臨的一大挑戰是,發明一種更便於操作的篩查方法來定期檢測多種癌症。

想像一下,在你的定期體檢中,你的醫生可以根據一個簡單且侵害性小的尿樣,或其他液體活檢,並能在你離開醫生的辦公室前告訴你診斷結果,這樣的科技能在很大程度上減少錯過癌症初期的黃金治療階段的患者數量。

研究早期檢測癌症的技術

我研究團隊中的工程師和生物化學學家正在攻克這個難題,我們正在嘗試找到一種能在癌症早期檢測出病情的方法,通過給健康人群做定期篩查,這樣醫生就能在癌症爆發的瞬間將其遏製,防止其擴散。

這種新科技就寄托在這些小囊泡之中,這些由細胞分泌的微小救生艙是外泌體,外泌體是很重要的生物標記,它們提供了癌症病發的早期警告系統。因為它們大量存在於每種液體中,包括血液、尿液和唾液,它們很適合被用於無侵害性的液體活檢。

外泌體可成為腫瘤診斷的新生物標記物(圖片來源:《Journal of Extracelluar vesicles》)

但有一個問題,一個自動快速分類這些重要的生物標誌的系統並不存在。我們發明了一種名為納米級確定性側向位移的技術,這種技術可以自動將外泌體分離,來輔助癌症的診斷。

外泌體是目前在液體活檢中最新的初期癌症警告,它們十分微小,直徑僅為三十到一百五十納米,其體積之小,你可以在一個血紅細胞中放進一百萬個外泌體,兩者的差距就好像一粒細沙和一個高爾夫球。

人們曾一度認為它們是細胞的廢棄物,但近期的研究表明通過生產和吸收外泌,不同細胞能相互交流,其中包括表面受體,蛋白質和原始細胞的其他基因組織,當外泌體被相鄰的細胞吸收後,外泌體將自身所包含的成分釋放出來,這從基因上改變接受外泌體的細胞,一切改變是有益的,而有些是有害的,即癌症。

因為它們被包括在原始細胞的組成之中,並包含原始細胞的組成基因,通過檢測外泌體,可以查明原始細胞和其健康程度。這些特質讓外泌體成為無價的信號分子,讓醫生能從細胞結構層面檢查你的健康。

‍外泌體介導腫瘤細胞間的交流(圖片來源:Exosome RNA)

但為了儘早檢測出癌症,你必需頻繁阻截這些信號分子,來確認你體內的癌變細胞將何時爆發,這就是為什麼定期篩查極為重要,這也是我們研究這項技術的原因。

今年,第一批以外泌體為基礎的檢測技術被運用於臨床醫學,但這尚未成為臨床醫學所採用的主要診斷手段。

除此之外,另一個限制這種技術被廣泛採用的原因是,如今還沒有一種自動分離外泌體的系統,能在合理價格內提供定期篩查。

如今外泌體分離的黃金標準,包括超速離心法,這種方式需要昂貴的實驗設備,一個經驗豐富的科研人員,和大約三十個小時來分析所採集的樣品。

我們研發出了另一種能夠自動從樣品中分離外泌體的方法,比如從尿樣中分離,我們使用一個名為確定性側向位移的微流控晶片的分流技術。

我們採用的技術和半導體工業在過去五十年間所成功採用的技術一樣。

我們將這項技術的尺寸,從微米壓縮至納米,這具體如何運作呢?簡單而言,一排微柱列互相間隔納比之距,被排列成一個可以將液體分流的系統大型癌變納米粒會從更小且健康的納米粒子中分離出去,這些健康的納米粒將以Z字型的軌跡隨著液體流動。

最終結果是將兩種粒子完全分離,你可以將這種技術想像成高速公路的分支,一條分支進入山地低級別的隧道中,另一條則繞過山體,在這小車可以通過隧道,而載有有害物質的大卡車,將被迫開向另一條路,可以通過粒子的大小和組成將兩者有效分離,且不阻礙其流動。

這就是我們的系統的運作原理,不過是在一個極小的規模內,其設計理念是為篩查癌細胞而準備的分離系統,可以像分析尿樣、血液或唾液一樣簡單,這在未來幾年內可能實現。

最終這項技術可以被運用於分離且檢測與某種癌症相關的目標外泌體,在短時間內探測並匯報其存在,這將使快速診斷達到完全無痛。

未來將實現癌症的早期快速診斷

廣義上而言,在納米規模內自動分離並利用生物標記的技術,能讓我們更全面的研究疾病,比如癌症,這項技術可運用於樣品準備到診斷,以及耐藥性校測到治療。

在我妻子患上癌症前,我的夢想一直都是實現這一過程的自動化,讓定期篩查更普及,這和亨利·福特運用流水線讓汽車成為一般人能買得起的商品是一樣的。

自動化是普及的關鍵,本著胡佛夢的精神,「每家每戶都能過上小康生活」,我們在研究一種技術,最終可以讓每家每戶都擁有早期癌症探測系統,這能讓每個人都有機會定期檢查他們的健康狀況,將癌症扼殺在搖籃之中。

我的希望和夢想,便是幫助全球人民擺脫昂貴的治療費用,為所有癌症病人減輕生理上、經濟上和精神上的重擔,而這些我深有體會,我很高興地告訴大家,因為我們在我妻子發病初期便查出了癌症,她的治療很成功,如今她已痊癒。

我想治癒每位癌症患者,基於我的團隊在為了實現早期快速的癌症診斷,研發的分離納米層面的生物標誌技術所獲得的成功,我有信心在未來的十年內,這項科技將普及於臨床醫學,來幫助我們的朋友、家人和未來的人類。

即使我們很不幸地患上了癌症,早期確診將提供強有力的生的希望。謝謝。


若初醫助(微信ID:ruochuyizhu)是國內首家專業從事單病種領域健康管理的創新型企業,匯集國內乳腺科頂尖專家,為您提供規範、專業、有溫度的乳腺健康診療服務。

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