十多年來(lái)，研究人員一直在使用發(fā)光的納米粒子康奈爾點(diǎn)(Cornell dots，簡(jiǎn)稱C點(diǎn))來(lái)照亮癌細(xì)胞，瞄準(zhǔn)腫瘤，甚至誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。

現(xiàn)在，一個(gè)新的C點(diǎn)迭代正在通過(guò)基于熒光的多路復(fù)用擴(kuò)大它們的影響，在這個(gè)過(guò)程中，多個(gè)C點(diǎn)被分配去跟蹤不同的癌癥靶點(diǎn)。

由二氧化硅制成的C點(diǎn)能夠追蹤癌細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兣鋫淞税邢蚍肿?，這些分子可以鎖定腫瘤細(xì)胞表面過(guò)剩的蛋白質(zhì)。由于腫瘤細(xì)胞是異質(zhì)性的，隨著疾病的進(jìn)展，許多化合物在不同的時(shí)間過(guò)度表達(dá)，這一事實(shí)可能會(huì)使研究變得復(fù)雜。因此，只跟蹤其中一個(gè)標(biāo)記是有風(fēng)險(xiǎn)的。

通過(guò)部署多個(gè)多任務(wù)C點(diǎn)，研究人員可以在手術(shù)期間以既準(zhǔn)確又不受威脅的方式導(dǎo)航這些變化的變量同時(shí)檢測(cè)多個(gè)癌癥標(biāo)志物。該過(guò)程可以幫助外科醫(yī)生和腫瘤學(xué)家對(duì)手術(shù)后的治療方案做出更明智的決定。

烏爾里?！ね辜{(Ulrich Wiesner)材料科學(xué)與工程專業(yè)教授，工程學(xué)教授斯潘塞·T·奧林(Spencer T. Olin)說(shuō)：“我們基本上采用了C點(diǎn)的一個(gè)應(yīng)用(即節(jié)點(diǎn)映射)，然后進(jìn)入到了下一個(gè)階段。而不是基于對(duì)特定腫瘤細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的單個(gè)受體具有特異性的單個(gè)熒光標(biāo)記物作圖，這里我們可以同時(shí)進(jìn)行多重檢測(cè)并觀察多個(gè)標(biāo)記物，以評(píng)估腫瘤的異質(zhì)性。”

結(jié)果發(fā)表在12月4日的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文《分子表型分析和超聲引導(dǎo)下的手術(shù)治療黑素瘤——使用光譜上獨(dú)特的超細(xì)微核殼硅納米顆?！贰?/p>

維斯納(Wiesner)的小組與紀(jì)念斯隆·凱特琳紀(jì)念癌癥中心(MSKCC)的長(zhǎng)期合作者米歇爾·布拉德伯里博士及其團(tuán)隊(duì)合作。他們將C點(diǎn)聚焦在已知在人類黑素瘤中過(guò)表達(dá)的兩個(gè)不同標(biāo)記上：整合素α-V和黑皮質(zhì)素1受體(MC1-R)。MC1-R在很大程度上是針對(duì)黑色素瘤的，但alpha-v beta-3 也可以通過(guò)多種其他實(shí)體瘤表達(dá)。

與之前的研究一樣，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是淋巴系統(tǒng)，因?yàn)楫?dāng)腫瘤轉(zhuǎn)移時(shí)，癌細(xì)胞會(huì)脫落淋巴結(jié)內(nèi)的物質(zhì)，形成可以擴(kuò)散到全身的繼發(fā)性病變。

在開(kāi)始手術(shù)之前，研究人員用放射性示蹤劑標(biāo)記了C點(diǎn)，并將它們注射到患者的原發(fā)性黑色素瘤附近——(在本例中為微型豬)。研究人員使用了一種結(jié)合成像技能——正電子發(fā)射斷層掃描和基于x射線的計(jì)算機(jī)斷層掃描——來(lái)跟蹤粒子示蹤劑穿過(guò)腫瘤引流淋巴管，定位病變淋巴結(jié)和其他癌變部位的過(guò)程。淋巴結(jié)定位后，將小豬帶到手術(shù)室，并在病灶附近注入兩個(gè)不同C點(diǎn)的混合物，每種C點(diǎn)用不同的熒光顏色區(qū)分。

這些點(diǎn)還使用兩種不同的目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行了編碼：循環(huán)RGD，它尋找整聯(lián)蛋白αV;α-MSH，它尋找MC1-R。借助于專門用于多路復(fù)用的多通道熒光照相機(jī)系統(tǒng)，外科醫(yī)生將發(fā)光的C點(diǎn)跟隨到癌細(xì)胞表面上各自的靶標(biāo)受體上，其中不同的顏色同時(shí)顯示了癌細(xì)胞表達(dá)水平的異質(zhì)性。

在淋巴結(jié)被移除后，研究人員使用病理學(xué)測(cè)試來(lái)確認(rèn)標(biāo)記物的存在，并確定淋巴結(jié)內(nèi)的癌癥數(shù)量。結(jié)果顯示,腫瘤大小與熒光強(qiáng)度有很強(qiáng)的相關(guān)性:信號(hào)越強(qiáng)，腫瘤越大。多個(gè)C點(diǎn)還使研究人員能夠檢測(cè)到難以捉摸的微轉(zhuǎn)移瘤——直徑小于2-3毫米的非常小的腫瘤。研究小組在一些淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn)了小至0.45毫米的微轉(zhuǎn)移病灶。

威斯納說(shuō)：“這很重要，因?yàn)楹芏嗳藢?duì)于這些顆粒是否對(duì)腫瘤敏感或它們是否對(duì)由于腫瘤導(dǎo)致的淋巴結(jié)中存在的其他一些細(xì)胞敏感存在很多疑問(wèn)。證明腫瘤負(fù)荷和我們測(cè)量的熒光強(qiáng)度之間存在相關(guān)性，表明C點(diǎn)對(duì)腫瘤具有特異性。”

研究人員在小型豬中進(jìn)行了試驗(yàn)，以盡可能地重現(xiàn)人患環(huán)境，為臨床試驗(yàn)鋪平了道路。

威斯納說(shuō)：“從某種意義上說(shuō)，這是一項(xiàng)非凡的成就，數(shù)十年來(lái)在手術(shù)室中使用多路復(fù)用光學(xué)技能的承諾已被證明與實(shí)際情況非常接近。我們證明這些多路復(fù)用方法行之有效，而且效果很好。”

該論文的共同作者，術(shù)中影像學(xué)教授，斯隆·凱特琳癌癥研究和威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)研究所放射學(xué)教授布拉德伯里說(shuō)：“我們利用這些靶向癌癥的C點(diǎn)作為成像'生物標(biāo)志物'以檢測(cè)淋巴結(jié)微轉(zhuǎn)移的能力，可能使我們能夠以非侵入性方式將患者分為不同的治療組，并做出更有效的手術(shù)管理決策?！?/p>

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