《Nature》子刊：磁线有望助力早期癌症检测

癌症早期多无明显症状，等患者出现特异症状时，常已属于癌症晚期。世界卫生组织指出，2/3的癌症可以预防和治愈。近日，斯坦福大学医学院的一项新研究表明，用于清除稀少和难以捕获的肿瘤细胞的磁线可能是一种快速有效的早期癌症检测策略。这或将极大的帮助癌症的早期发现。

7月16日，题为"An intravascular magnetic wire for the high-throughput retrieval of circulating tumour cells in vivo" 的研究在线发表在《Nature Biomedical Engineering》杂志上，科学家们阐述了磁线对检测癌症早期的良好效果。

技术原理

If approved for use in humans, the magnetic wire (depicted in gray) would be inserted into a vein in the arm (in light pink) and attract floating cancer cells labeled with magnetic nanoparticles (light green and gray) that have come from the tumor (neon green).Credit: Courtesy of Sam Gambhir

穿过静脉的导线吸引了特殊的磁性纳米颗粒，这种纳米颗粒被设计成肿瘤细胞，如果身体某处有肿瘤，肿瘤细胞可能会在血液中漫游。由于这些肿瘤细胞基本上被磁化，磁线可以使用与将家庭照片贴到冰箱的相同力量将细胞从自由流动的血液中吸住。

迄今为止，该技术仅用于猪。研究发现，相比现有基于血液的癌症检测方法，该技术吸引了10-80倍的肿瘤细胞，使其成为早期发现疾病的有效工具。该技术甚至可以帮助医生评估患者对特定癌症治疗的反应：如果治疗有效，血液中的肿瘤细胞水平应随着细胞死亡而脱离肿瘤，然后随着肿瘤缩小而下降。

目前，通讯作者Sam Gambhir博士正专注于将磁线作为癌症检测方法，但其影响范围可能会更广泛。Gambhir说，“它可能对其他疾病也有用，只要血液中存在目标细胞或分子。例如，假设正在检查细菌感染，那么在任何情况下循环肿瘤DNA或导致炎症的稀少细胞，磁线和纳米颗粒都会有助于丰富信号，从而检测到疾病或感染。”

打破传统

从肿瘤中脱落并自由地游动于血流的细胞，也称为循环肿瘤细胞，可作为癌症的生物标志物，指示疾病的存在。

那么，为什么需要一种全新的方法来捕获血液中的细胞？难道一个简单的血样不能抽出相同的漂浮肿瘤细胞？

这是由于循环肿瘤细胞很少，如果只是采取常规血样，试管中可能连一个循环肿瘤细胞都没有。Gambhir说，“这就像在浴缸里寻找一粒沙子，但只能舀出几杯水。所以医生最后说，好吧，没有什么。”

Gambhir说，这就是他看到磁线产生不同效用之处。纳米颗粒含有锁定在循环肿瘤细胞上的抗体。一旦悬浮的肿瘤细胞和纳米颗粒结合在一起，细胞就会将微小的磁铁勾住，当细胞-磁体复合物流过导线时，磁力迫使它在血流中偏离正常路径，并粘附在导线上。然后，从静脉中取出导线，剥离细胞进行分析。

目前，Gambhir和他的团队还没有在人体试用导线，他们需向FDA申请批准，但是他们已经成功地在猪身上进行了测试，将设备放在猪耳朵附近的静脉中。这种静脉非常类似于人体手臂中的静脉。与5毫升血样相比，磁线提取的癌细胞多了10-80倍; 与市售的基于磁线的检测方法相比，该线又捡取了500至5000个甚至更多的肿瘤细胞。

Gambhir说：“估计需要80管血液来匹配导线在20分钟内的采样。从一个人身上抽取80管血是不切实际的。因此，希望这种方法能够丰富检测能力，让我们更好地了解这些循环肿瘤细胞的罕见程度，以及癌症出现后它们的存在时间。”

未来可期

Gambhir指出，该技术还可用于收集位于难以活检部位的肿瘤的遗传信息，或提供有关癌症治疗效果的信息。磁线甚至可以自身发展成为一种治疗方法。

目前，Gambhir正致力于为人类准备这项技术，包括对纳米粒子的批准。他的实验室正在对小鼠进行毒性研究，密切关注没有结合的剩余纳米颗粒会发生什么。实验显示到目前为止，没有任何毒性迹象。Gambhir也正在研究已经获得FDA批准的纳米粒子，并努力调整它们以用于导线。一旦该技术被批准用于人类，其目标是将其发展成一种多管齐下的工具，以促进癌症治疗的检测，诊断，治疗和评估。

参考资料：Magnetized wire could be used to detect cancer in people

论文原文：An intravascular magnetic wire for the high-throughput retrieval of circulating tumour cells in vivo