全方位盘点前沿的癌症诊断与筛查技术

2017-06-26 21:05:42 发布者:201108016 来源:罗辑医疗 浏览次数:0

虽然大规模的癌症筛查会消耗人力物力,但从卫生经济学的角度来说是很有必要的,规范的筛查可在早期检测出癌症的迹象,后续再通过相对简单的治疗便可彻底清除。目前筛查癌症的方法主要是通过化验血肿瘤指标及B超、CT、MRI等

虽然大规模的癌症筛查会消耗人力物力,但从卫生经济学的角度来说是很有必要的,规范的筛查可在早期检测出癌症的迹象,后续再通过相对简单的治疗便可彻底清除。目前筛查癌症的方法主要是通过化验血肿瘤指标及B超、CT、MRI等检查,但这些方法的敏感性和特异性均不高,发现有异常时往往已是中晚期。因此我国越来越多的人开始奔赴国外体检,日本和美国是大部分人的首选,罗辑医疗在此盘点国内外近年来癌症筛查的情况。

一、基因筛查识别晚期前列腺癌

筛选有前列腺癌家族史男性的一系列基因突变可以识别哪些男性患上恶性形式前列腺癌的风险高,并指导哪些男性需要终身监测。筛查多个亲戚患有前列腺癌的男性能够帮助预测前列腺癌的发展。某些遗传基因特性不仅与男性患前列腺癌风险较高的相匹配,同时特定基因图谱与恶性,侵袭性前列腺癌的风险较高相匹配。前列腺癌研究人员面对的一大挑战是找到预测方法预测哪位男性会有生命危险形式的前列腺癌,以更有效地量身定制治疗。

二、大肠癌新型非侵入性筛查方法

与临床危险因素评估和粪便潜血试验比较,肠道菌群的分析更能成功地区别癌前腺瘤性息肉和侵入性大肠癌。研究人员发现一个人的肠道微生物菌群是肠道所有细菌的集合。细菌在肠道中的数量是巨大的,细菌的多样性对我们的健康至关重要。通过测序16S rRNA基因的V4区域,我们能够鉴别存在于每个人肠道中的微生物。肠道菌群的组成能够帮助我们识别区分癌前腺瘤性息肉和侵入性大肠癌。如果我们的结果在更大的人群中得到证实,那么在粪便测试中加入肠道微生物分析,可以作为一种改进的,非侵入性的方式来筛选大肠癌。

三、新型“电子皮肤”可进行乳腺癌早期筛查

在检测乳腺癌上,相比其它方法比如MRI技术,手动检查乳腺组织似乎看起来是一件低技术的方法,近日研究人员就开发了一种“电子皮肤”,其就可以感知乳腺中的小肿块并且对这些肿块进行成像,这或许为乳腺癌的检测和识别提供了早期的一些研究基础,进行乳腺癌的早期诊断会帮助挽救女性患者的生命,但是少量的乳腺癌细胞并不总是会被轻易检测到,当前的检测方法,包括MRI技术和超声检测技术,其虽然很敏感但是检测费用却非常昂贵。

四、呼吸检测癌症

技术阶段:临床试验

适应症:胃癌、肺癌等

技术原理:专有的传感器非侵入性分析患者呼出气体中的代谢组(呼出气体中的挥发性代谢物),进行癌症早期检测和疾病进展实时监测。

检测呼气是一种非常有吸引力的非侵入性筛查技术。作为一种新的诊断技术用于早期诊断疾病,特别是肺癌,有可能实现通过呼吸中的某些羰基(醛和酮)来确定患有肺癌的患者。

呼吸检测产品的竞争优势在于:非侵入性检测,快速分析,point of care tool。同时,设备若能最终替代GC-MS,就实现便携性、极大地降低检测成本。但是,这项尚处于临床试验阶段的呼吸分析技术的准确性是一个技术难点,因为低浓度的气体下会有许多挥发性有机物。有关产品最终开发上市还需要更多的临床试验数据来证明其准确性。

五、液体活检

技术阶段:ctDNA和CTC技术已有部分产品上市,外泌体检测尚未有成熟产品上市

适应症:NSCLC、乳腺癌等

技术原理:循环肿瘤细胞(CTC)是由实体瘤或转移灶释放的,侧重于细胞病理,适用于治疗后的病情监测,判断预后等。ctDNA 是肿瘤细胞释放到血液循环系统中的DNA,侧重基因层面,获取突变信息,适用于早期筛查,个性化用药指导,耐药性监测等。以液体活检龙头企业Biocept为例,Biocept是目前唯一一家能够用血液样本同时进行CTC和ctDNA检测的公司。依托自有 Target Selector™ 技术平台能够分析CTC和ctDNA。

液体活检是近年来大热的技术,从目前的研究情况来看,CTC领域的研究相对比较成熟,但面临的最大挑战在于CTC数量很少。ctDNA领域虽然取得很多有潜力的进展,但支持其临床应用的数据还比较有限。ctDNA是否能作为组织活检的补充或者甚至替代金标准肿瘤活检还存在不确定性,需要更多的临床研究来证实。另外由于肿瘤异质性,部分肿瘤类型很难检测到ctDNA 或CTC。一方面是需要提高检测灵敏度和准确度,另一方面,对于这些ctDNA 和CTC 含量低的无法检测癌症,由于外泌体所含信息量更丰富,有可能未来会有突破。

六、小型化和特异性的影像设备

(1)压力触觉传感技术

技术阶段:上市

适应症:乳腺癌

技术原理:乳腺内不同组织的弹性系数大不相同,组织弹性系数越大表示组织的硬度越大,弹性系数从大到小排列为浸润性导管癌>非浸润性导管癌>乳腺纤维化>乳腺>脂肪组织

(2)近红外纳米成像

技术阶段:FDA审批中

适应症:乳腺癌

技术原理:技术基础是肿瘤新血管生成理论、近红外纳米成像和动态定位技术。乳腺肿瘤的新血管生成是恶性肿瘤的最早临床表现,并且具有三大特征:毛细血管多、新陈代谢高、毛细血管脆弱。首先,应用动态脉冲压力,通过毛细血管脆弱的特点来区分出非正常血管和正常血管的血;之后,通过近红外纳米成像的方法,只检测乳腺肿瘤周围新血管的血容量和新陈代谢。最后将乳腺肿瘤新血管的血容量和代谢率通过四维全乳图像显示出来。图5所示的技术代表公司检测到的血容量和高新陈代谢率这两个特征,比用传统的影像方法(X光、超声等)检测到的乳腺恶性病变特征要早5~8年。

以上影像学检测新技术针对的高发癌症是乳腺癌。目前乳腺癌筛查金标准是X线摄影检查或钼靶,是临床上唯一证实能减少乳腺癌死亡率(15-30%)的筛查方法。但金标准依然存在辐射等缺点,催生了一些新技术的研究。这些已上市或正处于临床试验阶段的新技术产品显示出了一定的准确性,有望在将来实现更便携和快速的检测。

七、新型成像检测技术

近日,刊登在国际杂志《CancerResearch》上的一项研究报告中显示,来自曼彻斯特大学等处的科学家通过研究开发了一种新型成像检测技术,其可以在肿瘤扩散之前帮助医生们鉴别出更多危险的肿瘤,并且指导临床治疗。研究者利用一种新出现的名为氧增强的磁共振成像技术来通过将癌细胞植入小鼠机体中,从而绘制出缺氧性肿瘤的位置,该技术未来或可用于癌症病人的临床研究中。未来,研究人员在此基础上也许会开发出更好的技术,为有效治疗癌症患者提供更多的希望。

八、血清胃功能检测技术

同济大学附属杨浦医院引进血清胃功能检测技术将用于早期胃癌筛查。在做这项筛查时,受检人只要抽2毫升的静脉血,通过检测就能“发现”胃黏膜病变风险。抽血检查微创、安全、经济、便捷,适用于大面积的人群普查,对于提高早期胃癌的诊治率很有意义。专家指出,早期胃癌患者大多都没有特殊的症状,做血清胃功能检查可助尽早发现潜在的风险。对于血清胃功能检查异常的患者再进一步进行精细胃镜检查,即对可疑部位进行放大内镜、染色内镜等更精细的检查,并进行病理检查,可以提高早期胃癌的检查率。这意味着,更多胃癌患者可以获得早诊早治的机会。

九、人造钻石检测技术

澳大利亚研究人员日前利用人造钻石成功甄别出癌细胞,这或许将在检测早期癌症中发挥关键作用。据澳大利亚广播公司报道,悉尼大学研究人员发现,将用纳米技术合成的人造钻石磁化,本身不会发光的钻石会在核磁共振检测中发光。经磁化的钻石依附在检测癌细胞的化学物质上被注入体内,如果发现癌细胞,钻石会在核磁共振检测中发光。研究人员表示,这种技术的好处是不用开刀就能准确检测到癌细胞,他们希望以此检测出胰腺癌等初期难以被检测的癌症。研究负责人表示,他们使用的人造钻石成本相对低廉。这项检测技术有望在数年后进入临床试验阶段。任何及早发现癌细胞的方法都是受欢迎的,这意味着能更有效地治疗癌症。

十、新型荧光寿命成像技术

过去,医生通常使用价值10万美元的设备来检测病人的癌症。但近期麻省理工学院的研究人员正在进行一种技术检测,一种被称为荧光寿命成像的技术,它只需花费100美元。该技术采用荧光寿命,即荧光发光时间技术,这些荧光能吸收光并在短时间内重新发出光。通过与特定化学物质反应作用,荧光的吸收和发射之间的时间间隔能通过一种可预测的方式干预改变。100美元的产品显然降低了成本,而且实用的诊断技术将在发展国家中更快地普及。

十一、针对血液和脑脊髓液样本的检测技术

剑桥大学的研究人员开发了一种针对血液和脑脊髓液样本的检测技术,主要基于样本中微型核糖核酸的情况来判读生殖细胞瘤的发展,因为通常在恶性生殖细胞瘤中,能够找到大量这种物质存在。研究人员说,这一新的检测技术能通过简单的步骤判断生殖细胞瘤是恶性还是良性,并且医生通过这项技术还能评估对肿瘤的治疗效果,加上这一检测技术非常安全、低成本因此可频繁使用,有助医生观察肿瘤是否出现复发情况。这种新开发的无创、低成本检测技术能更好地帮助医生诊断恶性生殖细胞瘤,以便及时展开治疗,提高疗效。

十二、核医学分子影像检查核医学与分子影像学

作为一个新兴学科,近年来取得了迅猛发展,在疾病的临床诊断、治疗和医学研究中发挥越来越重要的作用,尤其是在肿瘤的诊断和治疗中显得尤为突出。分子影像学就是利用现代医学影像技术(如PET、PET-CT、SPECT、SPECT甚至MRI等)观察特定分子探针在体内的分布进而对疾病进行诊断和研究的学科。能够在活体条件下、在分子水平上、无创伤的对疾病进行诊断和研究。其中PET-CT是最为杰出的代表。可以进行肿瘤的诊断和分期、监测肿瘤复发和转移、判定预后等等。分子影像学是对癌症早期诊断和分期治疗最有价值的技术研究,既有效推进靶向性治疗,也能够节省癌症医疗费用的浪费。

十三、活性硅芯片

美国哥伦比亚大学科学家近日研制出一种活性硅芯片,该芯片将成为微电子技术和生物系统一体化的过渡环节。专家指出,在数年后纳米技术发展所取得的突破可帮助确定人体内存在的癌细胞,此发明还将有助于监测环境中有毒物质。专家称,这种芯片不仅能收集能量,还能识别分子。对于这种芯片的用途可能会被继续挖掘出来。在不久的将来,该芯片或将能使微电子技术植入活体细胞。

十四、三维断层高速扫描技术

台湾大学今天发表“高速次微米三维断层扫描仪”技术,采用非侵入式,而且可以更快、观察到更小癌细胞,可用来检测皮肤癌、大肠癌、黄斑部病变等,协助早期诊断早期治疗,预计最快2017年初可以正式使用。以目前检测技术,恶性肿瘤要成长到1毫米才有机会检验出,但三维断层高速扫描仪以高亮度晶体光纤光源技术,透过光照透析皮肤表皮层,可直接、快速观察组织结构及血球细胞等活体动态影像,对比癌细胞与正常细胞差异,且可观测到0.01毫米,比现行技术解析度更高,成功监识率达近9成。现在诊断癌症多半是观察结构和癌细胞,透过高速次微米三维断层扫描仪,可以更快速观察细胞,提早进行后续治疗,如果再结合内视镜检测,包括大肠癌等都可以早期检测。

十五、尿液检测新技术

日本一个科研小组日前宣布成功研究出一种新型的癌症检测技术,检测只需提取被检者1滴尿液,即可利用体长大约1毫米的线虫来诊断被检者是否患有癌症。研究小组以218名健康人和24名癌症患者为对象进行了一项实验,实验提取了每位参与者的1滴尿液,然后将线虫放入尿液中,并观察线虫的移动情况。结果发现运用这项技术检测癌症的准确度高达95.8%。而通过血液对同一批患者进行癌症检测的准确度仅为16.2%至25%。该科研小组称,将继续提高诊断精度,争取用10年左右的时间使这项技术投入实用。

十六、新型胰腺癌检查仪

日本国立癌症研究中心团队开发出一款新型胰腺癌检查仪,该检查仪仅需检查人体血液成分就能准确检查出个体是否患有胰腺癌,准确率接近100%。据悉,该团队研究人员发现,人体患胰腺癌后,血液中一种名叫“apoA2同种型”的蛋白质浓度会下降,于是团队研究开发出了这种新型检查仪,通过测定血液中此蛋白质浓度诊断个体是否患有胰腺癌。据了解,团队还以癌症患者和正常人共计653人为对象,对检查仪进行了测试。测试结果显示,该检查仪能以97%到100%的该准确率从653名测试对象中,检查出胰腺癌早期患者。胰腺癌是众多癌症中最难早期发现早期治疗的癌症之一,患胰腺癌5年后,患者的相对存活率不到10%。该团队表示,今后将于日本神户大学合作,将仪器的测试对象由653人扩大至5000人,进一步认证该仪器的准确性,并在3年后,在医疗领域大规模推广应用该新型胰腺癌检查仪。

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