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肝臓ガンを検出する光生検法を開発

January, 27, 2022, Oryol--Orel State Universityの研究者は、ガン性と健康な肝臓組織を区別できる光生検システムを開発した。新技術により、肝臓ガンの診断が容易になる。肝臓ガンは、世界で6番目に多いガンである。

「器具は、現在肝臓生検に使用されている針に適合するように設計されている。それは、いずれ、医者が、より正確に生検器具をナビゲートするのに役立ち、診断のために利用される組織サンプル採取の誤り数を減らす」と研究チームのメンバー、Evgenii Zherebtsovは、コメントしている。

Biomedical Optics Expressで、研究チームは、その光生検システムが、マウスモデルで、ガン性細胞と健全な細胞を確実に区別することができると報告している。同システムは、肝臓ガンが疑われる人々で行われた予備テストでも有望さが示された。

「われわれが開発したような光生検法は、高い正確さで健康な組織と腫瘍組織を区別することができる」と論文の共同主筆、Elena V. Potapovaは、話している。「同システムは、特に開腹手術で使うために設計されているが、成果から、他の医療アプリケーションでも、その同じ技術が有用であることが分かっている」。

臨床ニーズへの対応
研究チームは、協働している医者が、正確に正しい場所で針生検を行うことがいかに難しいかを聞いた後に、新しいデバイスを設計した。早期の腫瘍は,組織サンプルを採るために小さな中空針を挿入する際、ピンポイントが難しい。針の位置が不正確で、腫瘍を逃していると、誤診になる。

新しい光生検システムは、拡散反射分光法と寿命蛍光計測を統合して、細胞代謝に関連するマーカーを評価する。細胞代謝は、健康な細胞とガン性細胞では異なる。このことは、医者がリアルタイムで、ガンの場所を見る際に役立つ。したがって、医者は、組織サンプルを採るベストの場所を特定できる。

拡散反射分光法は、細胞が光をどのように反射するかに基づいて組織の特性を明らかにする。蛍光寿命分析は、組織を光波長に触れさせ、蛍光を誘発させ、蛍光が衰えるまでの時間を計測する。蛍光が減衰するタイミングは、代謝で重要な分子の存在に依存する。

「われわれのチームは、以前、他と同様、組織評価に蛍光強度を利用していたが、身体の他の部分で実施した研究が、蛍光寿命の実験条件への依存度が少ないことを示していた。蛍光寿命計測は、血液のあるところでは、一貫性は高い。不均一な照射の場合、あるいはプローブと組織の接触が、動いて、変化することがある」(Potapova)。

クリニックで将来の生検をガイドする新しい器具を使うことを重視して研究チームは、デバイスにコンパクトな、最新のコンポーネントを選択した、1㎜径のプローブは、標準の17.5G生検針に適合しており、拡散反射分光法と蛍光寿命計測に個別の光チャネルを持つ。

プローブをクリニックへ
組み立てたシステムの感度を評価するために研究チームは、まず、代謝で重要な役割を担う既知の分子の溶液を計測した。満足のいく結果が得られると、チームは次に肝臓ガンのマウスモデルで実験を行い、さらに肝臓ガンが疑わしい患者で予備計測を実施した。チームは、開発した器具、計測したパラメタが,肝臓ガン組織、健全な肝臓組織、腫瘍周囲の代謝で変化した肝臓組織を確実に区別できることを確認した。マウスと同じ種類の腫瘍がある患者で調べたところ、われわれの技術が、ガン検出に使える安定した、再現可能な結果を出せすることが分かった」とZherebtsovは話している。

研究チームは、リアルタイム診断分類子を作るために、様々な段階で、異なるタイプの腫瘍の患者で蛍光寿命パラメタ計測を続ける計画である。