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NIH资助的研究发现,Tell-tale生物标记物能够检测早期乳腺癌

“MRI具有广泛的诊断应用,在乳腺癌检测和监视中具有希望,”NIBIB应用科学与技术部分主任Richard Conroy博士说。“在这项研究中研究人员使用的技术能够在转移扩散的早期进行检测,这将使医生更快的找到适应的疗法,并有希望在未来带来更好地结果。”

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这项研究结果,近日发表在了《Nature Communications》上,负责该研究的是针对癌症和其他疾病的分子成像的生物医学工程师和专家Margaret Domiter Rudy教授和Zheng-Rong Lu博士。

  

“我们使用的技术表明,我们能够检测到只有几百个那么少的肿瘤细胞,”L塑,并补充到,这项研究扩大了成像边界,相比较当前临场成像模式,其能够检测到更小的癌症。“我们的成像技术能够从低风险肿瘤中区分出恶心肿瘤。两者的区别在临床实践和癌症管理上具有强烈的影响。”
  

诊断有乳腺癌的三分之一的患者最终发展成了远端组织的癌症转移,这增加了患者死亡的风险。乳腺癌对骨头,肺,肝,淋巴结和大脑都很很高的转移率。因为小的早期癌症对于大多数药物治疗都有反应,因此对于乳腺癌患者的后续护理是十分重要的,并且早期检测对合适和有效的治疗干预是至关重要的。然而当前在乳腺癌检测和管理中使用的多种成像技术,包括MRI,它们既不能够检测特定的肿瘤类型,也不能够检测早期肿瘤的生长。
  

肿瘤转移的最早的信号叫做微传播。顾名思义,它们通常太小以至于标准的筛查并不能发现。Lu博士的团队使用了一种生化结合MRI的方法来检测微转移信号的分子变化。为了检测微转移,Lu和他的团队使用MRI成像-其主要利用磁场和无线电波产生图像-和一种特殊的化学试剂相结合的方案。
  

该团队研发的解决方案包含了一个短蛋白质或者多肽,并用极小的磁铁做了标记。他们选择了一个仅有5个氨基酸的多肽,这种多肽倾向于与癌症细胞周围的结构蛋白结合,这种复合物叫做fibrin-fibronectin。更重要的是,复合物的纤脸蛋白在细胞过度到癌细胞的过程中是表达的,并且其在细胞生长,迁移和分化中发挥了作用。纤连蛋白是与具有较差预后的高风险性乳腺癌相关的。
  

研究人员收集了超越原来的肿瘤,乳腺癌蔓延转移的图像描绘。在MRI过程中,结合方案中的金属分子被磁化了,因此在于靶向蛋白结合的蛋白分子增强了该部位的成像。
  

“原发性肿瘤将信号送到遥远的组织和器官,为转移准备了土壤,”Lu说。“通过使用标记的磁性多肽,增强了生物标记物,并产生了足够MRI检测的信号,因此可以检测到小儿高风险的癌症和微转移现象。”
  

研究人员在引入了乳腺癌细胞的老鼠中检测了这种方法。在为期两周的等待之后,研究人员将试剂注入,并进行了MRI。MRI检测到了转移性肿瘤,包括在肝,肺,淋巴结,肾上腺,骨骼和老鼠大脑。
  

图像分析表明,相比较于正常组织,使用研究团队的组织几乎都和fibrin-fibronectin 结合了,并产生了一个强烈而持久的肿瘤增强效果图。通过使用显微成像方法,或者叫做cryo-imaging和MRI,研究人员证实,MRI技术能够检测微转移,甚至能够检测到骨骼里面的微转移,这里的微转移小于0.5mm-就是直径很细的铅笔芯大小。
  

在他们使用这种试剂研究之前,Lu的团队已经进行了研究,以确定成像后这种试剂能够被清除,这对于临床使用安全是至关重要的。他们的测试表明,该试剂很容易从身体中清除,并且在组织中也仅仅保持很低的水平。因此,他们希望,这种技术如果最终发展成为临床使用,其将会是安全的。
  

“某些形式的乳腺癌的复发率和转移性癌症的结果使得这些努力变得紧迫而重要,”Lu说,他的研究小组也希望促进前列腺癌的检测方法的研究。“我们认为,这种有针对性的方法,为临床中高风险性癌症的早期成像带来了希望。它可能会成为一种有用的,非侵入性的评估乳腺癌治疗进程的方法。”

  

该团队计划接下来三年完成成像试剂的安全测试。之后他们将用这种方法进行人体实验。


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