
醫(yī)療科技的發(fā)展日新月異,最近麻省總醫(yī)院公布的一個(gè)新技術(shù)令人眼前一亮!他們基于智能手機(jī)研發(fā)的最新平臺(tái)設(shè)備,可提供分子腫瘤診斷,而且既快速,又便宜。
由麻省總醫(yī)院研究人員研發(fā)的一款設(shè)備可讓缺乏最新醫(yī)療技術(shù)的地區(qū)利用快速、準(zhǔn)確的分子診斷技術(shù)診斷腫瘤和其他疾病。該設(shè)備使用生成全息圖的技術(shù)收集詳細(xì)的顯微圖像,以對(duì)細(xì)胞和組織的分子組成進(jìn)行數(shù)字分析。
"全球癌癥負(fù)擔(dān)的加重、許多地區(qū)提供快速病理診斷服務(wù)的資源有限、細(xì)胞分析技術(shù)的興起均增加了醫(yī)療終端對(duì)可實(shí)施的低成本、快速診斷方法的需求,"麻省總醫(yī)院癌癥中心和系統(tǒng)生物學(xué)中心的Cesar Castro博士說(shuō)。"知曉有關(guān)各種癌癥的基因組和生物數(shù)據(jù)對(duì)選擇最合適的治療方法至關(guān)重要,同時(shí)也證明了我們需要研發(fā)出更容易讓醫(yī)療服務(wù)提供者、臨床研究人員和患者得到與使用的分子分析方法;而且我們認(rèn)為,我們開(kāi)發(fā)的平臺(tái)可在非常低的成本下具備這些基本功能。"
麻省總醫(yī)院開(kāi)發(fā)的設(shè)備名叫D3系統(tǒng)(數(shù)字衍射診斷系統(tǒng)),其特色是在標(biāo)準(zhǔn)智能手機(jī)上安裝一個(gè)配備有電池供電的LED照明燈的成像組件,智能手機(jī)可用其攝像功能記錄高分辨率成像數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的顯微鏡相比,D3系統(tǒng)有更廣闊的視野,可在一張圖片上記錄來(lái)自血液或組織樣本中的超過(guò)10萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)。然后,人們將這些數(shù)據(jù)通過(guò)安全、加密的云服務(wù)傳送給遠(yuǎn)程圖形處理服務(wù)器,以供分析,醫(yī)療終端可快速得到分析結(jié)果。
就腫瘤的分子分析來(lái)說(shuō),利用可與已知的癌癥相關(guān)分子粘合在一起的微磁珠對(duì)血液或腫瘤樣本加以標(biāo)記,然后將標(biāo)記過(guò)的樣本加載到D3成像組件中。在完成圖像記錄并將數(shù)據(jù)傳送給服務(wù)器后,通過(guò)分析由微磁珠生成的衍射模式來(lái)檢測(cè)特定分子的存在。使用不同大小或不同涂層的磁珠可產(chǎn)生有助于檢測(cè)的獨(dú)特衍射模式特征。麻省總醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)為D3平臺(tái)發(fā)明的數(shù)值算法不僅能夠?qū)⒓?xì)胞與磁珠區(qū)別開(kāi)來(lái),還能在不到九百分之一秒的時(shí)間內(nèi)分析多達(dá)10 MB的數(shù)據(jù)。
通過(guò)確定與細(xì)胞粘合在一起的靶向腫瘤標(biāo)記的微磁珠的數(shù)量(圖中下方的圖像所示),D3系統(tǒng)可對(duì)高危及低危宮頸活檢樣本進(jìn)行分類,其結(jié)果與傳統(tǒng)病理診斷(圖中上方的圖像所示)的結(jié)果一樣準(zhǔn)確。(麻省總醫(yī)院系統(tǒng)生物學(xué)中心)
在用癌細(xì)胞系對(duì)D3系統(tǒng)的初步測(cè)試中,D3系統(tǒng)檢測(cè)出腫瘤蛋白質(zhì)存在的準(zhǔn)確度與根據(jù)分子分析技術(shù)的現(xiàn)行金標(biāo)準(zhǔn)得出的準(zhǔn)確度不相上下,并且D3系統(tǒng)的超大視野可每次同時(shí)分析10萬(wàn)多個(gè)細(xì)胞。隨后,研究人員用D3系統(tǒng)分析了25個(gè)巴氏涂片異常的宮頸活檢樣本(這些樣本與用于臨床診斷的樣本同時(shí)收集);他們這次使用的微磁珠涂有一層抗體,而這些抗體可以靶向?qū)m頸癌的三個(gè)已知標(biāo)記。根據(jù)與細(xì)胞粘合在一起的涂有抗體的微磁珠的數(shù)量,D3分析結(jié)果快速且可靠地把活檢樣本分成了高危、低;蛄夹,其分析結(jié)果與常規(guī)病理分析結(jié)果一致。
D3系統(tǒng)對(duì)淋巴結(jié)細(xì)針活檢樣本的分析準(zhǔn)確地區(qū)分了經(jīng)過(guò)常規(guī)病理診斷證實(shí)的4名淋巴瘤患者和4名良性淋巴結(jié)腫大患者。除了進(jìn)行蛋白質(zhì)分析以外,該系統(tǒng)利用高敏感性提高了從人乳頭瘤病毒中檢測(cè)出DNA的成功率。在這些初步測(cè)試中,D3系統(tǒng)在1個(gè)小時(shí)內(nèi)得出了化驗(yàn)結(jié)果,而且每個(gè)樣本化驗(yàn)的成本只有1.80美元,預(yù)計(jì)其成本價(jià)格會(huì)隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)而降低。
"我們希望,D3平臺(tái)可以讓資源有限的地區(qū)用一種可行、可持續(xù)的方法提高癌癥篩查的廣度和深度,"該研究報(bào)告的聯(lián)合資深作者、麻省總醫(yī)院系統(tǒng)生物學(xué)中心的主任Ralph Weissleder博士說(shuō)。"通過(guò)利用在世界范圍內(nèi)得以廣泛使用的移動(dòng)電話技術(shù),D3系統(tǒng)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可疑或高危病例的快速分診,從而能夠幫助這些地區(qū)消除由病理診斷服務(wù)受限導(dǎo)致的診斷延遲以及減少患者需要接受后續(xù)醫(yī)療服務(wù)的復(fù)診需求,因?yàn)檫@對(duì)他們來(lái)說(shuō)往往是很艱難的事。"
談及D3系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,該研究的聯(lián)合資深作者、麻省總醫(yī)院系統(tǒng)生物學(xué)中心的Hakho Lee博士指出:"麻省總醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)組將:1)研究D3平臺(tái)對(duì)其他疾病誘因如傳染性病原體和過(guò)敏原的蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記的分析能力;2)將該軟件系統(tǒng)與更大的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合;3)在發(fā)展中國(guó)家的醫(yī)療服務(wù)站或鄉(xiāng)村地區(qū)進(jìn)行臨床研究,讓家中檢測(cè)實(shí)現(xiàn)與醫(yī)療服務(wù)提供者和/或臨床研究人員的信息無(wú)縫共享。"麻省總醫(yī)院已提交了D3技術(shù)的專利申請(qǐng)。
麻省總醫(yī)院系統(tǒng)生物學(xué)中心的研究員Hyungsoon Im博士補(bǔ)充道,"與傳統(tǒng)分析技術(shù)相比,D3移動(dòng)平臺(tái)用更低的成本獲得了強(qiáng)大的生物數(shù)據(jù),且非常適合醫(yī)療終端的資源環(huán)境,非醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的終端用戶也可操作該平臺(tái)。我們現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)了從新英格蘭地區(qū)北部農(nóng)村無(wú)線傳送的數(shù)據(jù),沒(méi)有遇到任何問(wèn)題。我們堅(jiān)信,該技術(shù)必將提供快速、價(jià)格低廉、準(zhǔn)確的癌癥和人乳頭瘤病毒診斷。"
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