美國馬薩諸塞綜合醫院的研究人員開發出一種裝置,能夠快速準確地對腫瘤等疾病進行分子診斷,給缺乏最新醫療技術的地區提供幫助。
據西班牙《阿貝賽報》4月14日報道,研究人員在美國《國家科學院學報》發表文章,介紹了這種以智能手機為基礎的裝置。這種裝置使用全息攝影技術,能夠獲得詳細的顯微圖像,以對細胞和組織的分子構成進行數字化分析。
文章作者之一、研究員西澤·卡斯特羅強調:“我們相信,我們開發的這一平臺能以極低的成本提供診斷所需的基本特征。”
該平臺名為數字衍射診斷系統(D3系統),就是在普通的智能手機上安裝一個配有發光二極管的成像組件,并利用其攝像頭記錄下高分辨率的圖像資料。D3系統具有比傳統的顯微鏡更大的視野,能夠在單個圖像中記錄血液或組織樣本中超過10萬個細胞的資料。
這些資料會通過安全、加密的云端服務,被上傳到一個遠程圖像處理器中進行分析,分析結果很快就會傳回醫療點。為了對腫瘤進行分子層面的分析,需要用結合了已知癌癥相關分子的微珠給血液或組織樣本作標記,并將微珠裝到D3系統的成像組件上。
在完成圖像采集和資料傳輸后,要通過分析由微珠生成的衍射圖案,檢測是否存在特定的分子。使用大小、涂層各異的微珠能夠產生獨特的衍射軌跡,更便于檢測。研究團隊為D3系統開發的數值算法能夠區分細胞和微珠,并在0.09秒內分析多達10兆的資料。
在用D3系統對癌細胞系進行研究的先導性試驗中,腫瘤蛋白質的存在與否以極佳的精確度被檢測出來,而且寬廣的視野使得研究人員可以同時對超過10萬個細胞進行分析。
研究團隊對25名巴氏試驗結果異常的女性進行了宮頸活檢樣本分析,結果D3系統的分析能迅速、可靠地把樣本分為高風險、低風險和良性三類,其結果與傳統的病理檢查一致。
而D3系統對淋巴結細針活檢樣本的分析,能精確地區分4名患者,他們的淋巴瘤診斷結果也被傳統的病理檢查證實。
結合蛋白質分析,D3系統經過改進還能成功并且靈敏地檢測DNA,如人類乳頭瘤病毒等。在這些試驗中,結果均可在1小時內得出,而且每項試驗的成本僅為1.8美元,這個價格今后還有望隨系統的改進繼續下降。
研究員拉爾夫·韋斯萊德說:“我們希望D3平臺能提升癌癥檢測的廣度和深度,在資源有限的地方也具有可行性和可持續性。”(編譯/蘇佳維)