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所有癌症都行?癌细胞检测新技术问世,10分钟出结果

发布日期:2018-12-12

一种技术检测所有癌症,这种时代会来吗?


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Credit: shutterstock.com


本周,澳大利亚科学家在癌症诊断领域取得了突破性进展——


一项能在10分钟内完成癌细胞检测的技术问世!


更重要的是,这项新技术有望用于检测所有癌症。


相关成果于12月4日在《自然》子刊上发表。


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图片来源:Nature Communications


癌症DNA的不同之处


每种癌症都有不同的基因和其它特征,因此,不同癌症的检测方法往往不是通用的。


长期以来,科学界都在做这样一个努力:寻找各类癌症之间的共性,以开发出能够检测所有癌症类型的技术


目前,癌症检测主要是通过组织活检。这种方法需要利用切取、穿刺等方式从患者体内取出病变组织,进行病理学检查。


为了减少对患者的伤害以及在早期阶段诊断出癌症,近年来,科学家们一直在积极寻找其它的癌症诊断方法。其中,发展较快的是一种叫液体活检的技术,它是通过检测人血液中的循环肿瘤DNA(ctDNA)。


澳大利亚科学家开发的这项新技术也与ctDNA有关。


正常情况下,人体中几乎每一个细胞都有相同的DNA,但癌症会导致细胞中的DNA进行相当大程度的“改造”。其中,修饰DNA的甲基基团发生的变化尤为明显,在DNA上的分布模式改变很大。


受这种变化的影响,利用透射电镜(一种高分辨率显微镜),科学家们发现,癌细胞DNA片段在水中会折叠成三维结构。这与他们观察到的正常细胞DNA在水中表现的不同。


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表观遗传重编程调节基因组DNA的物理化学性质(图片来源:Nature Communications)


新技术的原理


此外,研究显示,受甲基修饰改变的影响,癌细胞的DNA与金纳米粒子(在实验室中,金粒子通常被用来帮助检测生物分子)有很强的亲和力,这意味着,它们能够与这种粒子强有力的结合在一起。


基于这一发现,研究人员开发了一种能够检测出癌症DNA的方法。这种方法需要将少量纯化的DNA与几滴金纳米粒子溶液混合在一起。仅仅通过观察颜色的变化,就有可能在5分钟内用肉眼识别出癌变的DNA。


此外,这种方法也适用于电化学检测——当DNA附着在扁平的金电极上时,由于癌症DNA的亲和力更高,因此,与正常DNA相比,它提供了更高的电化学电流信号。这种电化学方法具有很高的灵敏度,最终也可以用作一种癌症诊断工具。


准确率高达90%


截至目前,科学家们已经检测了200多个组织和血液样本,准确率高达90%,涉及的癌症类型包括乳腺癌、前列腺癌、肠癌和淋巴瘤。


研究人员称,尽管他们还没有测试过其它癌症,但由于甲基化模式在所有癌症中都是相似的,因此这种检测方法很可能也同样适用。


接下来,科学家们将进行一项大型临床研究,以调查利用这种新技术癌症究竟多早能被发现同时,他们也将调查是否借助这一技术能够帮助检测癌症治疗的疗效。


参考资料:


One test to diagnose them all: Researchers exploit cancers' unique DNA signature


Epigenetically reprogrammed methylation landscape drives the DNA self-assembly and serves as a universal cancer biomarker