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「生物醫學紋身」實時監測癌症

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「生物醫學紋身」看上去像一塊褐色的痣,如果它「點亮」了,就意味著出現了癌症早期癥狀

眾所周知,很多癌症通常只有到晚期階段才會被檢測出來,而此時治療已經非常困難,而且治癒的可能性極其渺茫。但最近,瑞士的研究人員正在開發一種植入物,「佩戴」該植入物的患者可以更早地發現癌症。

前段時間,媒體上充滿了「智能紋身」的消息,該技術由哈佛大學的研究人員開發。他們利用一種生物敏感性墨水監測健康狀況,如果體內組織液成分發生變化,這種墨水就會改變顏色。

近日,蘇黎世聯邦理工大學生物系統科學與工程系的Martin Fussenegger教授開發出了另一種「紋身」,能夠及早地精確檢測可能存在的癌變早期的細胞。

很多癌症都只能在很晚期的時候才被檢測到,而此時治療已經沒有太多效果了,這意味著患者的健康很難恢復了。Fussenegger解釋說「早期診斷能夠顯著提高生存機率。比如,如果乳腺癌能夠及早檢測,那麼治癒率是98%。但如果診斷太晚,那麼只有四分之一的女性能夠生存下來。現在,只有當腫瘤引起健康問題的時候人們才會去看醫生。不幸的是,此時已經太晚了。」

Fussenegger教授和他的團隊相信,將來這種情況可能會由他們設計的專用皮膚植入物顯著改善。他們將其稱之為「生物醫學紋身」。

他們的生物醫學紋身將能夠識別四種最普遍的癌症類型,而且這些癌症常常在很晚才能檢測到,包括乳腺癌、肺癌、前列腺癌和結腸癌。

研究人員們進行了一項可行性研究,測試了植入物在小鼠和豬的皮膚上預測癌症的有效性和準確性。他們的研究成果目前看起來非常有希望,該研究已發表在《Science Translational Medicine》期刊上。

植入物的工作原理

在癌症出現的早期,血鈣水平在稱為「高鈣血症」的現象中變得非常高。有研究報道,30%被診斷患有癌症的患者血液中的鈣水平都升高了。

植入物由一系列摻入體細胞的「遺傳成分」組成, 一旦植入皮下,該植入物就能夠監測血液中鈣的水平。

如果血液中鈣水平異常升高,那麼黑色素就會充滿這些基因被修改的細胞,使它們呈現出褐色痣的狀態。因此,「被植入者」就能夠發現早期癌症的癥狀了。

Fussenegger教授說:「如果褐色痣出現了,那麼被植入者就可以去找醫生作進一步評估了。褐色痣的出現並不意味著很快就要死亡。相反,被植入者應該將其視作一個早期信號,他們應該去看醫生檢查一下自己的健康狀況了。」

正如Fussenegger教授指出的那樣,植入物主要用於自己監測,因此是一種非常經濟有效的方法。

然而,如果一個人不希望因為這個被點亮的人造「痣」代表著潛在的癌症而感到壓力,那麼他們還有另一個選擇。

Fussenegger教授和同事們還開發了一種替代植入物,血鈣過多只會導致在特殊紅光下可見的標記,類似於「隱形墨水」。Fussenegger說:「這意味著,被植入者需要在醫生那裡進行常規的定期檢查。」

即將進行的試驗和挑戰

目前為止的測試證實,這種植入物作為一種輔助診斷手段是可靠的,但是仍然存在一些缺點。主要問題是,它的保存限期不長,所以需要經常重複地進行更新。

Fussenegger教授指出:「被封裝起來的活體細胞可以存活大約一年。此後,它們就必須滅活並替換掉。」

另一個問題是,這種植入物目前還處於早期原型階段,還需要進一步的研究才可以用於人類測試。將這種生物醫學紋身用於人類的路還很艱難漫長。

Fussenegger教授解釋說:「持續的開發和臨床試驗非常艱苦,而且花費巨大,我們作為一個研究團隊很難負擔得起。」他承認,全部的研究過程可能需要超過十年才能完成。但是他補充說,等待和努力都是值得的,因為這是一個可以被採用的概念。它能夠幫助早期診斷多種疾病,從各種神經退行性疾病到激素異常。

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