吸入纳米传感器并尿液检测,让肺癌早筛变得简单?有望商业化

健康   科学   2024-02-08 12:07   湖北  



新的诊断基于可以通过吸入器或雾化器提供的纳米传感器。如果传感器在肺部遇到与癌症相关的蛋白质,它们就会产生信号,并在尿液中积累,可以用简单的纸质测试条检测到。

Sangeeta N. Bhatia


近日,麻省理工学院开发了一种新技术,诊断肺癌可能变得非常简单,吸入纳米颗粒传感器然后进行尿液测试,就能诊断是否患肺癌。


新的诊断基于可以通过吸入器或雾化器提供的纳米传感器。如果传感器在肺部遇到与癌症相关的蛋白质,它们就会产生信号,并在尿液中积累,可以用简单的纸质测试条检测到。


这种方法有可能取代或补充目前诊断肺癌的黄金标准——低剂量计算机断层扫描(CT)。研究人员表示,这可能会对 CT 扫描仪尚未普及的低收入和中等收入国家产生特别重大的影响。


"在全球范围内,中低收入国家的癌症发病率将越来越高。" 麻省理工学院John and Dorothy Wilson健康科学与技术教授、电气工程与计算机科学教授、麻省理工学院科赫癌症综合研究所和医学工程与科学研究所成员Sangeeta Bhatia说。



纳米传感器用于医疗创新

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图片来源: Scott Eisen

Sangeeta N. Bhatia 医学博士是一位发明家、麻省理工学院教授和生物技术企业家,他将计算机行业开发的技术应用于医疗创新。


她有许多让人津津乐道的成就。仅举她获得的两项荣誉就足以证明她的卓越不凡:她不仅被评为全球最有创造力的青年科学家,更跻身全球百名最有创意的商界人士之列。另外,Bhatia还是两家生物科学领域初创公司Zymera和Hepregen的联合创始人。由于她在微型生物科学技术方面的突破性发明和对年轻人的指导,Bhatia荣获2014年全美Lemelson-MIT发明大奖,并得到50万美元奖金。


作为一名医生和工程师,Bhatia 的实验室利用计算机行业的微型化工具进行医疗创新。包括诊断、药物输送、组织再生和疾病建模,应用于肝病、癌症和传染病。


在癌症方面,Bhatia 的多学科团队开发了用于诊断和检测的工具,以及专门针对肿瘤的精确治疗方法。Bhatia 团队设计的纳米传感器能够检测和分析非常早期的肿瘤,并且可以通过简单的尿液检测进行分析。


Bhatia 实验室还创建了人类微肝脏,它模拟人类药物代谢、肝脏疾病以及与病原体的相互作用。



肺癌早筛,刻不容缓

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肺癌因其高死亡率而著称。究其原因,是通常情况下在肺部发现的许多可疑病灶可能很小且难以接触,这使得诊断肺癌具有挑战性。


根据CDC的数据,肺癌发病率在美国是第三高的,在10万人中新增47.1例;肺癌的死亡率是所有癌症之中最高的,在10万人中有31.8人死亡。2023年,美国肺癌新增病例约为238,340例,死亡病例约为127,070例。


在我国,根据近日,国家癌症中心在JNCC上发布的2022年中国恶性肿瘤疾病负担情况的最新数据。在我国,肺癌仍是恶性肿瘤发病和死亡的首位原因。(最新癌症数据出炉!我国仍是全球癌症负担最重国家之一)。


由此可见,在全世界范围,肺癌早筛都是“刻不容缓”。目前最主流的筛查方式还只是低剂量计算机断层扫描(也称为低剂量CT扫描或LDCT),但该方式还无法做到真正意义上的“早筛”,做到真正减缓肺癌的病程。



充满想象力的尿液检测技术

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目前,在癌症早筛领域中,仅膀胱癌、尿路上皮癌等泌尿肿瘤采用尿检样本作为检验材料,其他癌种进行早筛时使用的体液大多为血液。


在这项的研究中,独创性地提出尿检也可应用于肺癌早期诊断,提示了纳米颗粒技术结合尿检技术在不同癌症早筛中的巨大潜能。


Sunbird Bio公司已经对Bhatia实验室开发的类似传感器进行了第一阶段试验,用于诊断肝癌和一种称为非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 的肝炎。这项肺癌早筛技术何时能踏上商业化道路也非常值得期待。


    参考资料:

1.Sangeeta Bhatia | Koch Institute (mit.edu)

2.Hopkins Medtech

3.DOI: 10.1126/sciadv.adj9591


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