研究人员开发了区分肿瘤和正常组织的创新技术

研究人员开发了区分肿瘤和正常组织的创新技术

在保留健康组织的同时切除患者的肿瘤需要精确的精度，但外科医生通常必须依靠他们的眼睛和手来确定切割的位置。

由Mass General Brigham的研究人员领导的一个团队开发了一种可视化工具，该工具结合了高速相机和荧光注射，以区分肿瘤组织和癌症类型的正常组织。该团队评估了称为荧光寿命（FLT）成像的新成像技术，使用来自60多名接受过各种癌症手术的患者的标本。

在发表在《自然生物医学工程》上的一篇论文中，该团队报告说，该技术在肿瘤类型中的准确率超过97%，有可能提高癌症手术的准确性。

“这种合作令人兴奋，”马萨诸塞州总医院（MGH）Athinoula A. Martinos生物医学成像中心的通讯作者Anand Kumar博士说。“自2002年以来，我们的实验室一直在研究荧光寿命成像，但这是第一次有人将其与人类的肿瘤成像和可注射染料相结合。通过这样做，我们开发了一种技术，可以准确地区分肿瘤组织与不同癌症类型的健康组织。

Kumar与Mass Eye and Ear的同事密切合作，Mass Eye and Ear是Mass General Brigham医疗保健系统的另一个成员，患者在那里接受头颈癌治疗。

“这项技术将我们带到了实体瘤手术革命的边缘，”Mass Eye and Ear耳鼻喉头颈外科主任Mark Varvares博士说。“通过使用先进的成像技术与染料相结合，外科医生在不久的将来将有能力在肿瘤手术过程中更彻底地去除所有恶性细胞，同时充满信心地保留正常组织，增强术后功能，在某些情况下，增强患者的外观。

Mass General Brigham汇集了16个成员机构，包括学术医疗中心，顶级专科医院，社区医院，康复网络等。跨越多个这些实体的研究不仅仅是其各部分的总和，有助于从多个环境和专业领域提供见解和独特观点。

这些图像显示了从马萨诸塞州总医院（MGH）的一名患者中切除的转移到肝脏的结直肠癌细胞簇。细胞可见为红色，这意味着更长的寿命，在蓝色/绿色的正常肝组织背景下。学分：马萨诸塞州将军布里格姆

已经追求许多技术来改善手术过程中肿瘤的可视化，包括荧光成像和先进的显微镜，但这些技术尚未被广泛采用，大多数仅限于特定类型或亚型的癌症。

荧光成像可以使用染料靶向癌症特异性分子，但标准成像技术在检测肿瘤边缘或肿瘤周围正常组织的边缘方面的准确性有限，因为这些分子的表达在肿瘤类型内部和肿瘤类型之间差异很大。

Kumar及其同事使用的技术，称为FLT成像，采取了不同的策略。该技术不是仅仅依靠染料来靶向癌症，而是使用高速相机来检测组织发出的光的性质变化。

在先前的临床前模型中，Kumar及其同事发现，与正常组织相比，注射吲哚菁绿（ICG）染料的小鼠肿瘤具有更长的荧光寿命。这种差异使研究人员能够准确地区分肿瘤组织和正常组织。

在他们目前的研究中，研究小组将相同的原理应用于患者的样本。该团队首先分析了在MGH接受肝脏手术和在Mass Eye and Ear接受头颈部手术的患者的样本。患者在手术前至少一天接受了ICG注射。

在这项初步工作的基础上，该团队与多个机构合作，评估了代表多种癌症类型的60多名患者的标本，包括肝脏，大脑，舌头，皮肤，骨骼和软组织，这些患者在MGH，Mass Eye and Ear，宾夕法尼亚大学，英国纽卡斯尔大学和荷兰莱顿大学接受治疗。

该团队能够在细胞水平上检测到FLT转移，这种转变在肿瘤类型和多个患者中是一致的。该技术还能够区分良性和转移性淋巴结。总体而言，它在区分肿瘤组织和健康组织方面的准确率超过97%。

作者指出，尽管ICG已被美国食品和药物管理局批准用于其他适应症，但尚未批准作为肿瘤标记剂用于临床。研究人员的下一步是进行更大规模的临床试验，以测试使用ICG进行荧光寿命成像的安全性和有效性，以便在手术中识别肿瘤。

“我们的工作表明，荧光寿命成像与ICG的结合可以改善手术切除，从而影响患者的生活，”Kumar说。“我们很高兴采取这些后续步骤，使我们的发现更接近临床影响。