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聚焦超音波應用-非侵入式腦部腫瘤檢測

從血液中檢測癌細胞

聽過循環腫瘤細胞(Circulating Tumor Cell, CTC) 嗎?這是指在血液中循環的癌細胞,源自腫瘤上脫落的細胞,或者稱作可以當作腫瘤生物指標(biomarker)的物質進入血液中循環。臨床上以檢測血液中的循環腫瘤細胞來了解癌症進程,或者是癌症治療的效果。因此實驗室依據這樣的假設,對患者抽血,篩出血液中的腫瘤細胞,再進行培養。培養出來的癌細胞,可以對它做藥物測試,直到找到最合適這個患者的藥物,用以取代直接在人體身上做藥物測試,不但減少患者的痛苦,也縮短很多治療的時程。這也是現今精準醫療的精神,針對患者個人的基因特性,精確給予藥物,在癌症醫療上的應用。

血腦屏障

然而,這樣的方法,對腦部腫瘤卻不可行。為什麼呢?因為腦有血腦屏障(Blood Brain Barrier, BBB)。藥物經過血液到達腦部,但是無法到達腫瘤部位,而腫瘤脫落的細胞,也不能進入血管,因此抽血很難檢測到腦內腫瘤的細胞。這也是為什麼臨床上對腦部腫瘤檢測,仍是以侵入式的採樣為主。

聚焦超音波

突破血腦屏障的方法,這幾年已經有不少研究出來,特別是在聚焦超音波(focused ultrasound)上的應用。我們看到Theranostics 期刊上一篇研究,在腦部施予聚焦超音波,讓血管內產生微泡(又稱作微氣泡, microbubble),短暫的打開血腦屏障,讓血液中的藥物可以出去,進入腫瘤;同時,腫瘤脫落的細胞或生物指標,像是DNA、RNA和蛋白質也能進入血管中,這樣可以大幅增加血液內的生物指標,在做血液中的循環腫瘤細胞檢測時,增加檢測的容易度。

增加診斷靈敏度

在這篇研究中指出,應用聚焦超音波方法,在膠質母細胞瘤(Glioblastoma , EGFRvIII)實驗鼠模型,血液中的DNA濃度是使用聚焦超音波前的920倍,診斷靈敏度從7.14%增加到64.71%。而另外一種循環腫瘤基因,TERT C228T ctDNA則是比傳統的檢測方式高出十倍,診斷靈敏度從14.29%增加到45.83%。在豬的動物模型中,EGFRvIII ctDNA 則是傳統方法的270倍,診斷靈敏度從28.7%增加到100%;而TERT ctDNA則增加九倍,靈敏度從42.86%增加到71.43%。以上,無論在實驗鼠或者豬的動物模型實驗,腫瘤區域的組織,都不會因為聚焦超音波而受到破壞。

精準醫療的實現,需要很多的輔助,首要能深入獲取患者個人特有的的基因特性,然後給予針對性的治療。這個研究呈現了聚焦超音波應用方式,藉由增加血液樣本用於腫瘤診斷的靈敏度,達到非侵入式的檢測。

無論如何,任何醫學上的東西,非侵入式的方法,普遍還是比較能被患者接受的。

文章參考: McKelvey School of Engineering

影片來源: WashU Engineering

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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