CT、核磁共振是当前检测肿瘤的主要影像学技术。“但这些影像学技术只能检测到5毫米以上的肿瘤。”南京鼓楼医院副院长、肿瘤中心主任刘宝瑞称,大分子光学探针技术若能投入临床应用,将极大提高影像技术肿瘤检测精度。
刘宝瑞所说的大分子光学探针技术目前已在蒋锡群的实验室里得以实现。蒋锡群是南京大学化学化工学院一名教授,他所带领团队研发的大分子光学探针技术成果近日已发表在《自然生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering),该项研究成果得到斯坦福大学影像中心研究人员的肯定评价。
“用我们研发的大分子光学探针技术,能在老鼠腹腔里看到1毫米大小的肿瘤。”蒋锡群介绍说,不同于正常组织,肿瘤组织一般具有酸化和乏氧的特异性微环境,用光学探针去检测,会产生不同的信号,但一般的光学探针只能对其中一个微环境产生响应,而且响应的信号强度不大。如何提高信噪比和检测到两种肿瘤微环境,是他们研究团队需要攻破的难题。
“通过光学波长的移动来压低背景噪声,同时放大光学探针在肿瘤组织的信号响应,两者共同作用下提高信噪比,这样也就提高了探针的灵敏度。”蒋锡群解释说,信噪比是指一个电子设备中信号与噪声的比例,信噪比数值越高、噪音越小,“就像黑白照片一样,有黑白对比度,如果白的地方增白,黑的地方加黑,照片对比度就会提高。”
大分子光学探针不仅可作为肿瘤诊断前的“探测器”,也有望成为外科医生手术的“导航仪”。“外科医生手术切除肿瘤时,有时眼睛看不到肿瘤的边界,就会担忧肿瘤是否切干净。”蒋锡群说,通过大分子光学探针技术形成的影像,可以让外科医生看到残留的肿瘤组织位置,从而提高肿瘤切除的精准度。
“现在只是在动物的身上实验成功,但人体体积较大、组织较厚,会影响光学探针信号的穿入和传输,投入使用也依赖于外部光学设备技术的提升。”蒋锡群告诉记者,大分子光学探针技术投入临床应用还有很长的路要走。
“尽早甚至无症状下发现肿瘤、有了肿瘤后也能清楚地显示出来,是临床对影像学检测技术的两大需求。”刘宝瑞说,非常期待大分子光学探针技术能进入临床应用阶段,这不仅有利于医生在治疗决策前做出精细化判断,还有望打破传统影像检测技术和设备被西方垄断的现状。