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近年來，盡管腦癌的研究取得了重大進(jìn)展，但據(jù)美國國家癌癥研究所的數(shù)據(jù)顯示，這類癌癥患者的死亡率仍然很高，其5年生存率約為36%；更為準(zhǔn)確的診斷或許能改善這種狀況，但組織活檢技術(shù)具有一定的侵入性，也會(huì)錯(cuò)過關(guān)于腫瘤組成的重要信息，同時(shí)，基于成像的方法也并不能提供有效的敏感性和分辨率。近日，一篇發(fā)表在國際雜志ACS Nano上題為“DEEP Surveillance of Brain Cancer Using Self-Functionalized 3D Nanoprobes for Noninvasive Liquid Biopsy"的研究報(bào)告中，來自多倫多城市大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種新型的生物傳感器，其或能幫助臨床醫(yī)生通過一分鐘的血液樣本精確地診斷腦癌。
為了有效地治療腦癌，臨床醫(yī)生不僅需要證實(shí)惡性腫瘤的存在，還需要確定是源自哪里（原發(fā)性腫瘤）或叢其它器官轉(zhuǎn)移到大腦（繼發(fā)性腫瘤）；同時(shí)他們還需要知曉腫瘤在器官中的具體位置，由于目前沒有診斷技術(shù)能在不進(jìn)行手術(shù)或痛苦的脊柱穿刺的情況下完成這一壯舉，為此，本文中，研究者Bo Tan等人就開發(fā)出了一種利用微量血清來進(jìn)行的檢測(cè)技術(shù)。
研究人員利用高強(qiáng)度的激光束在鎳芯片上形成了一種3D鎳-氧化鎳納米層結(jié)構(gòu)，這一過程產(chǎn)生了一種超靈敏的生物傳感器，從而就能幫助研究人員檢測(cè)微量的腫瘤衍生物，比如核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等，這些物質(zhì)能通過血腦屏障進(jìn)入到血液循環(huán)中。
這種新型傳感器能利用名為表面增強(qiáng)拉曼光譜(surface-enhanced Raman spectroscopy)的技術(shù)來檢測(cè)上述成分，其能為每個(gè)樣本產(chǎn)生分子輪廓或指紋圖譜；隨后研究人員就能利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來分析這些輪廓從而找到腦瘤存在的證據(jù)并定義其類型，以及預(yù)測(cè)腫瘤在大腦中的精確位置。
利用這種液體活檢平臺(tái)技術(shù)，研究人員就能僅利用5微升血清樣本來檢測(cè)腦瘤，同時(shí)還能將其與乳腺癌、肺癌和結(jié)直腸癌區(qū)分開來，其特異性和靈敏性都能達(dá)到99%，研究人員在區(qū)分原發(fā)性腦瘤和從大腦轉(zhuǎn)移到肺部或乳腺的繼發(fā)性腫瘤上也能取得類似的成功。輪廓分析還能幫助研究人員以96%的準(zhǔn)確率確定腫瘤位于9個(gè)大腦區(qū)室中的哪一個(gè)，這種檢測(cè)技術(shù)的特性或能允許醫(yī)療專家隨著時(shí)間延續(xù)監(jiān)測(cè)患者機(jī)體癌癥的發(fā)育和進(jìn)展，以便其能制定出更好的療法決策。
