前列腺成像相機捕獲分子細節以檢測癌症

作者: hanae armitage仔細觀察前列腺對於檢測癌症至關重要,但是其相當親密的位置 (就在直腸前) 使其難以成像。 現在,教授兼放射學主席Sanjiv Sam Gambhir,醫學博士,認為他有一個解決方案: 一種新設計的混合相機。 傳統上,前列腺癌是通過前列腺癌相關的血液生物標誌物檢測的,如前列腺特異性抗原 (PSA)。

醫生還經常使用超聲或磁共振成像 (MRI) 來尋找前列腺組織的物理變化。 利用正電子發射斷層掃描 (PET) 掃描的新技術甚至可以捕獲分子細節,但是這些策略相對更昂貴,並且使用輻射,gambhir說。 但是問題是,前列腺內的癌症通常不會導致任何解剖學變化,直到其很大或已經擴散到前列腺囊之外進入其周圍的淋巴結,gambhir說。

因此,幾十年來,我們一直在尋找更詳細地分析和成像前列腺的方法,以便更早、安全和相對低成本地檢測變化。 Gambhirs新技術被稱為經直腸超聲和光聲設備,或TRUSPA,結合超聲和光聲成像技術,同時生成一張圖片,顯示前列腺的解剖結構,有關腺體的功能細節以及可以幫助標記癌組織的分子信息。 在一項原理證明研究中,gambhir和斯坦福大學的一組科學家,包括生物學家,工程師和醫生,在大約20名患者中證明了該儀器的價值。

發表在《科學轉化醫學》上的一篇描述該技術和結果的論文。 Gambhir是該研究的資深作者,sri-Rajasekhar Kothapalli博士是主要作者。 由於超聲已經被泌尿科醫生廣泛使用,並且通常用於人體成像,因此Gambhir選擇以此作為TRUSPA的基礎。

通常,如果患者血液中的生物標誌物 (例如PSA) 升高,則醫生會轉向超聲和活檢的組合,在此期間,他們使用針頭從前列腺的不同區域採集約20個樣本。 這項技術植根於 「戳和希望」 理論,例如,希望您可以對包含癌症組織的前列腺部分進行採樣。 但這不能保證。

TRUSPA採用了另一種方法,該方法結合了一種成像劑,使癌細胞比常規組織容易吸收更多。 然後,通過光聲分子成像 (監測光波的吸收以幫助表征組織類型),醫生可以看到癌細胞在前列腺中的位置。 腫瘤組織中成像劑的存在改變了吸收光的方式,並將超聲波發送回設備,從而使其成為癌組織的標誌。

Gambhir說,我們選擇了一種不是針對前列腺癌的顯像劑,而是針對癌組織的顯像劑,以證明我們的原理。 這種顯像劑已經被FDA批准,這使得它成為一個容易的起點。 但是,前進的想法是使用一種分子靶向的光聲分子成像劑來提高精度,該劑與前列腺癌細胞特異性結合。

在初步研究中,科學家在被診斷出患有前列腺癌的20個人中使用了該設備,以查看他們的設備是否同樣可以檢測到該疾病。 Gambhir說,我們不僅能夠更好地了解患者的TRUSPA成像局限性,而且還可能看到常規前列腺超聲檢查無法看到的腫瘤。 在一名患者中,他們甚至能夠區分惡性和非惡性癌組織,後來,當從患者中取出患病的前列腺時,通過進一步的分子分析證實了這一點。

Gambhir警告說,這仍然是一個試點,在我們得出TRUSPA可以廣泛地進行這些區分之前,團隊需要對成像系統進行更多的測試。 但這是一個有希望的開始,他說。 有了明確的證據表明該概念和技術可以在人類中使用,現在Gambhir和他的團隊正在繼續改進該設備,其空間分辨率,針對前列腺癌的分子光聲成像劑,以及更多提高準確性和腫瘤檢測的靈敏度。

Gambhir說,現在也開始探索TRUSPA來檢測卵巢癌,甲狀腺癌和皮膚癌。 Butrus (Pierre) Khuri-Yakub博士,斯坦福大學電氣工程教授,Geoffrey Sonn醫學博士,泌尿科助理教授,Joseph Liao醫學博士,泌尿學副教授和泌尿學教授James Brooks醫學博士也為該項目做出了貢獻。 照片由Sri-Rajasekhar kothapalli最初在2019年8月28日發布