使用雷射偵測並消滅外周循環腫瘤細胞。(圖:E.I. Galanzha)

阿肯色大學醫學院(University of Arkansas for Medical Sciences)的奈米藥物中心所長,弗拉基米爾·札羅夫博士(Vladimir Zharov)領導的研究團隊,日前於《科學轉化醫學》(Science Translational Medicine)期刊上發表了一篇論文,內容表示其成功以雷射偵測,並消滅在血液中擴散的癌細胞。

此研究有望能開啟針對癌症擴散的新療程方法。札羅夫博士表示:「此科技能大幅地限制癌症轉移的過程。」

外周循環腫瘤細胞

癌細胞轉移是癌症致死的主要原因,這是因為原發部位的癌細胞脫落、進入血液或淋巴系統中,形成外周循環腫瘤細胞(circulating tumor cells,簡稱 CTC)後,在其他的部位發展成二次癌細胞。而若能偵測到血液內部的 CTC,就能協助醫師診斷、及早治療癌細胞轉移。甚至若能直接將 CTC 細胞在轉移前,就先在血液中將其消滅,也許能直接避免轉移的發生。

截至目前為止,共有數百種偵測 CTC 的儀器被開發出來,但沒有任何一種儀器能像此研究的儀器一般快速、精密甚至有效率地消滅這些細胞。先前的裝置都仰賴於將血液從人體內抽出才能進行分析,但過程繁瑣,每小時能處理的血液量相當少,因此無法提供醫師即時、完善的轉移狀況。

光聲成像

研究團隊則避免將血液抽出的過程,直接將雷射照射人體靜脈皮膚,讓雷射傳輸能量進入患者的血液中。因為 CTC 比一般的細胞更容易吸收熱,會更快速的升溫、膨脹,藉由偵測膨脹過程產生的聲波,便能進行光聲成像(photoacoustic imagin),以紀錄血液中即時的 CTC。此方法比先前的偵測方法快上千倍,每小時能夠處理將近一公升的血液量,且完全不需將血液抽出體外。

除此之外,若進一步提高雷射的能量,就能在 CTC 上面產生氣泡,當氣泡膨脹並破裂時,就能使該細胞死亡。札羅夫博士表示,在試驗中,雷射破壞了一位患者近 96% 的腫瘤細胞。

未來發展

此儀器是首個非侵入式的 CTC 測量儀,此篇論文發表的目的在於提供學界檢驗此儀器的準確性。札羅夫博士表示,接下來研究團隊會將此儀器與傳統的癌症療法結合,以了解是否能協助用於癌細胞轉移的診療。此外,研究團隊也希望未來能提升雷射的能量,以提升儀器消滅癌細胞的效率。

參考資料:

  1. Galanzha, E. I., Menyaev, Y. A., Yadem, A. C., Sarimollaoglu, M., Juratli, M. A., Nedosekin, D. A., . . . Zharov, V. P. (2019). In vivo liquid biopsy using Cytophone platform for photoacoustic detection of circulating tumor cells in patients with melanoma. Science Translational Medicine,11(496). doi:10.1126/scitranslmed.aat5857
  2. Waltz, E. (2019, June 12). Laser Destroys Cancer Cells Circulating in the Blood. Spectrum
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