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中科院无创筛查获新突破!做个深呼吸就能诊断癌症

时间:2016-12-20  来源:未知  作者:昌平新闻网

食管癌是一种常见的恶性肿瘤,在寰球范围内的发病率和死亡率分离排在恶性肿瘤的第8和第6位,在我国年发病人数预计47万、死亡人数约37万。开发倏地、无创性的食道癌筛查方法是当前相当大的需求。

近期,中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心研究部光谱质谱研究室的研究人员在Journal of Gastroenterology and Hepatology(《肠胃病学与肝病期刊》)上展示了一款自主研发的实时在线检测呼气质谱仪。利用该仪器,被检者只需长呼一口吻,3分钟内就能检测出是否患有食管癌,其临床实验准确率达85%—90%。该研究推动了食道癌快捷无创筛查的前先进伐,是我国在癌症无创筛查范畴的一个新打破。

PTR-MS:食道癌无创筛查的新冲破口

呼吸采样系统示意图

研究人员利用自主研发的质子转移反应质谱仪(PTR-MS)测量了29名食管癌患者和57名健康人士呼出的气味,并利用Mann-Whitney U检修和逐步判断分析(stepwise discriminant analysis)来肯定呼吸质谱数据中的离子,从而从健康人群中辨别癌症患者。此外,该研究还进行了受试者工作特征(receiver operator characteristic ,ROC)分析。

研究人员发现7种呼吸质谱离子能分辨健康人士和食管癌患者,敏理性和特异性分别为86.2%和89.5%。这7种呼吸质谱离子分别是 m/z 136、m/z 34、m/z 63、m/z 27、m/z 95、m/z 107 和 m/z 45。与健康人相比,食管癌患者呼气质谱剖析中有5种质谱离子的中位强度降低,残余2个质谱离子的中位强度增加。ROC曲线下面积为0.943。

食管癌患者/健康志愿者呼气质谱图

研究人员最后得出以下结论:利用质子转移反应质谱仪(PTR-MS)检测呼出气体中挥发性有机化合物(VOCs)的离子特点,可以划分健康人士和食管癌患者。然而,研究人员以为需要更多的患者呼气试验来证实,但质子转移反映质谱仪(PTR-MS)有望成为一种拥有前景的食管癌筛查手腕。

新技术防止了以往方法存在的缺点

目前食管癌临床检查主要依靠X射线钡餐、CT扫描、内窥镜/活检、细胞学检讨等办法,这些惯例检查需要射线/器械侵入或者有创,不适合体检或高危人群筛查。为了食管癌能早发现,让患者得到早治疗,进步治愈率、下降死亡率,发展食管癌筛查新技巧方法尤为重要。

以往的呼气检测研究大多数沿用采样袋呼气取样与色谱质谱离线分析方法,该方法潜在问题是:采样袋易引起呼气成份污染、甚至丧失,色谱质谱分析需要约2个小时。因为质控艰苦、过程繁琐以及分析速度慢,这种方法难以知足筛查对疾速检测的要求。

中科院自主研制的实时在线检测呼气质谱仪,只需7秒钟就能完成对一名受试职员呼气的直接丈量,不需要采样袋取样以及稀释等前处置过程,且仪器持续运行1个月离子信号强度波动仅为1.1%。

癌症无创筛查之呼气检测法

2013年4月,瑞士苏黎世联邦理工学院在PLoS ONE上表明,每个人在呼吸时呼出的化合物和人类的指纹一样绝无仅有,医生甚至能够依据这些化合物来诊断疾病(如癌症)。呼气检测因为平安无创、简略便捷、接收度高等特色,一直是疾病诊断领域研究的热门。

去年,剑桥大学的一家分支公司“欧尔斯通”开发了一台“肺癌显示检测器”,用于检查呼气中的化学物质,从而显示患者是否可能患有肺癌。包含来自利物浦大学一个小组的研究人员发现,细胞发出的气体有稍微的基因变异,他们认为利用呼气来诊断肺癌在实践上是可行的。

早在2010年,发表在英国《癌症》杂志上的一项研究中,以色列科学家就研发出了只要通过简单的呼吸测试,就可以查出罹患了肺、乳腺、肠和前列腺癌的病人的“电子鼻”。

这两年,英国剑桥大学的研究试验室也开发了一种“电子鼻”传感器。该传感器和美元的一角硬币(直径约1.8厘米)差不多大小,工作原理是制作出空气中化学物质的光谱,随后辨认出每种化学物质的特殊结构。假如该传感器已经被设置,并校准到一个特定的程度,它就会拉响警报。



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