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《PLOS》:让肿瘤发光的新策略
发布日期:2014-08-12      浏览:2516

大多数情况下,治疗癌症的最好方法是手术切除肿瘤。但是,这种方法的薄弱环节是,外科医生可能无法摘除整个肿瘤,从而会导致局部复发。

最近,宾夕法尼亚大学的研究人员利用一种新技术,构建了一种新的策略,帮助外科医生能够看到患者体内的整个肿瘤,从而增加积极预后的可能性。这种方法依赖一种可注射的染料,与正常组织相比,这种染料能够在肿瘤组织积累的更多。当医生用红外线光照射肿瘤时,它会发光,从而使外科医生能够切除整个肿瘤。

本研究第一作者、宾夕法尼亚大学兽医学院外科教授David Holt与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院外科助理教授Sunil Singhal带领的一个研究小组合作,将这项研究结果发表在最近的《PLOS ONE》杂志。

Holt称:“在手术过程中,医生通过他们的眼睛和手来发现肿瘤在哪里。这种技术为外科医生提供了另外一个工具,在手术中让肿瘤变亮。”

在接受手术的患者当中,有20%到50%的人死于肿瘤的局部复发,表明医生未能摘除癌变部位的所有病变组织。在手术过程中,很难确定肿瘤的边缘,外科医生通常不得不通过观察肿瘤和用手指感受差异,做到这一点。

为了寻找一种可替代的选择,Holt、Singhal及其同事转向近红外(NIR)成像技术。他们选择检测FDA批准的唯一NIR造影剂,一种称为吲哚菁绿(ICG)的染料,这种染料在NIR光下可发出亮绿色。与正常组织相比,ICG在肿瘤组织中积累更多,因为肿瘤的血管由于迅速生长而具有所谓的“漏”壁。

Singhal称:“自从1958年ICG最初被FDA批准以来,它已被用于检测组织灌注和清除研究。然而,我们小组一直在尝试新的策略,使用ICG来解决肿瘤外科中的一个经典问题:防止局部复发。我们的工作,赋予一种旧染料一种新的使用方式。”

为了探究NIR下ICG可视化是否能帮助他们区分癌变组织和非癌变组织,宾夕法尼亚小组首先在小鼠中检测了这种方法。他们给患有一种肺癌类型的小鼠注射ICG,发现早在小鼠得癌症15天后,他们就能够利用NIR区分出肿瘤肺组织和正常肺组织。如果用肉眼,在小鼠得癌症24天之后,才能看到这些肿瘤。

接下来,研究人员在8条持有者拥有的狗中评估了这项技术,这几条狗为不同的品种,具有不同的大小,患有自发性肺癌,被送到宾夕法尼亚大学兽医学院接受外科手术。在手术前一天,它们接受了ICG静脉注射,然后外科医生在手术过程中利用NIR,尝试可视化肿瘤,将其与正常组织区分开来。

Holt称:“这种方法起作用了,肿瘤显示出的荧光足以让外科医生在手术过程中迅速地辨别肿瘤。因为这种方法在一个自发的大型动物模型中起作用,所以我们能够得到批准,开始在人类中尝试使用它。”

人体临床试验是最后一步。有5名肺部或胸部有癌症的患者参与了宾夕法尼亚大学医院的试点研究。在手术前,每名患者都接受了ICG注射。在手术过程中,外科医生切除肿瘤,然后用NIR对肿瘤进行成像,并进行活检。

在NIR光下,所有的肿瘤都发出强烈的荧光,证明这项技术能够在人类肿瘤中起作用。

在4名患者中,医生凭目视和感觉,可以很容易地区分肿瘤和非肿瘤。然而,在第5名患者中,通过CT和PET扫描显示,肿瘤是一个孤立的团块,NIR成像显示,被认为是健康肺部的地方却发出荧光。

Holt说:“原来,这名患者在肺部多个区域有弥漫性微小肿瘤。我们可能称之为阶段I局部病,肿瘤就会发展。但是由于成像和随后的活检,他接受了化疗并存活下来。”

其他一些研究小组已经开始调查NIR在其他癌症手术中的应用,但是该小组是首次在小鼠模型、大型自发性疾病动物模型及人体临床试验中采用这种方法。

该技术的一个缺点是,ICG也会被发炎组织所吸收。所以在一些肿瘤周围有炎症组织的患者中,很难或不可能将肿瘤与炎症组织区分开来。Holt说,宾夕法尼亚大学的研究人员正在寻找一种选择性的靶向造影剂,其对肿瘤细胞标记具有特异性,从而可以避免这个问题。

 
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