捕捉癌细胞的磁性陷阱

斯坦福大学的一个研究小组利用微小磁铁的力量捕获了血液中循环的癌细胞
2018年7月28日

血细胞

计算机生成的红细胞在血管中移动的图像

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利用磁铁的力量,科学家们正在捕获血液中循环的癌细胞。

许多形式的癌症如此致命的原因之一是,它们通常诊断得相对较晚,在治疗不太可能有效的阶段。这是因为目前还没有足够灵敏的技术来可靠地检测早期癌症,因为现有的扫描和血液检查还不够好。

现在,斯坦福大学的一个研究小组用铁纳米粒子和一根微小的磁性线武装起来,找到了一个潜在的解决方案。

“我们知道肿瘤会释放出不同的分子,最终进入血液,”领导这项研究的萨姆·甘比尔教授说。“问题是,当肿瘤很小且处于发展初期时,这些分子的分泌量非常低。所以,为了找到这些稀有分子,我们需要一种方法进入你的血液并过滤掉它们。”

与其在大海捞针中寻找这些化学针,研究小组的巧妙解决方案是找到一种方法,用他们的“磁线”(MagWIRE)抓住整个癌细胞。“磁线”是一种指甲长度和回形针厚度相同的金属丝,由小而强大的磁铁组成。将其放置在静脉中,它可以捕获血液中漂浮的任何具有磁性活性的颗粒。“那么问题就变成了肿瘤不会产生磁性粒子。所以我们还放入了磁性纳米颗粒,可以粘在肿瘤产生的分子上。”

为了确保磁性纳米颗粒只附着在肿瘤产生的分子上,研究人员将纳米颗粒附着在抗体上,抗体会选择性地附着在肿瘤分子上。为此目的使用抗体的优点是,它们可以被设计成对单个分子非常特异性。这意味着他们不太可能坚持他们指定的目标之外的东西。

到目前为止,MagWIRE已经在老鼠和猪身上进行了试验,似乎在两者身上都很有效。Gambhir相信,这意味着这项技术对人类是有效的。“在将金属丝放入你的血液中大约20分钟内,我们将能够对你体内的整个血容量进行采样,拔出金属丝,然后分析粘在上面的所有东西,这样我们就可以详细评估是否存在隐藏的肿瘤。”

研究小组仍在研究使用这种诊断方法是否有任何不良影响。然而,甘比希尔教授认为,如果使用得当,电线本身很可能是完全安全的。目前尚不清楚这些纳米颗粒是否会带来任何风险,但是类似的铁纳米颗粒已经在其他情况下用于人类,例如治疗贫血,因此它们也可能被证明是安全的。

甘比希尔认为,从这项技术中获益最多的是那些因家族病史或某种特定遗传疾病而患癌症风险增加的患者。

这项技术也可以用于普通人群,作为早期癌症的筛查测试,尽管这在实践中可能具有挑战性。“我们不太可能让数百万人接受筛查,他们不仅要接受简单的抽血,还要在体内插一根电线20分钟。然而,对于风险较高的人来说,使用MagWIRE来检测他们是否患有早期癌症可能是有意义的。”

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