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筛查、治疗疾病的新方法破冰而出

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新的诊断方法

谷歌诊断癌症?通过特殊运算法则搜索人体"网络"

谷歌运算法则可用于网络信息搜索,但目前这种运算法则也可用于搜索人体——“网络”身体扫描,研究人员希望这种新型跟踪生物标记方法有助于尽早地探测到癌症。

谷歌搜索引擎基于特殊的运算法则可以搜寻数十亿个网页,将搜索到的网页信息按照一定的形式组织在一起。目前,德国德雷斯顿科技大学研究人员使用“网页等级”的相同运算法则扫描人体“网络”,查找可揭晓癌症扩散的重要生物标记。

这项研究有望很快鉴别癌细胞蛋白质,进而评估癌症扩散程度,帮助医生确定是否提供化学治疗。研究人员修改了谷歌搜索引擎的运算法则,用于发现新的癌症生物标记,这些生物标记通常是指癌细胞产生的分子结构。生物标记有助于探测体液中是否存在癌细胞,以及人体组织是否需要进行手术治疗或者活体组织切片。

研究人员需要排列分析人体内 2 万多种蛋白质,并从中发现胰腺癌有关基因的关联性。但是到目前为止,发现这些生物标记是非常困难的,同一种癌症也具有多样性变化,并且耗费很多时间。

日本研究人员开发出生物标志物高灵敏度检测技术

日本东京大学日前发表公报称,其研究人员发明了一项生物标志物检测新技术,使癌细胞和流感病毒等生物标志物的检测灵敏度提高到此前的100万倍,有助于较早发现相关疾病。相关论文将刊登在《芯片实验室》杂志网络版上。

抗体抗原反应是指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应,抗原是血液中的癌细胞和病毒等产生的特异性蛋白质,抗体则指可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。

迄今,利用抗体抗原反应进行生物标志物检测时,主要采用酶连接免疫吸附剂测定法,此法是将可溶性的抗原或抗体吸附到聚苯乙烯等固相载体上,进行免疫反应的定性和定量测定。不过由于要在小型试管中操作,所以浓度被稀释,灵敏度较低。

东京大学教授野地博行带领的研究小组利用半导体制造中常用的精密加工技术,在一平方厘米的玻璃上开出100万个小孔,然后让抗体抗原反应产生的分子流过,可以逐一捕捉到这些分子。在检测前列腺癌指标“前列腺特异抗原”时,即使其浓度只有传统检测法的百万分之一,也仍然可以被检测出来。

美国成功研制艾滋病快速验血装置

一种只有信用卡大小的微型验血装置日前问世,它在15分钟内便可检测出艾滋病,准确率几乎是100%。这项具有突破意义的科技发明在发展中国家大受欢迎。

这种由塑料制成的验血装置名叫mChip,由美国哥伦比亚大学的科研人员开发,其生产成本只有一美元,远远低于目前任何一种检测艾滋病的验血设备。mChip包含10个感应区域,只需针刺获得微量血样就可以在15分钟内诊断出是否感染了HIV病毒或梅毒。和验孕棒相似,该验血装置也是用颜色识别呈阴性还是阳性,一眼就能看出来结果。

在卢旺达对数百人进行的HIV和梅毒感染测试中,mChip的准确率几乎达到100%。

mChip的主要研发者萨缪尔博士表示,使用这种装置非常方便,“不需要到诊所去验血,也不需要花很长时间等待结果。”这种占用空间小、使用成本低、测试过程快、检测精确度高的装置有望为解决世界贫困地区的医疗难题做出重大贡献。

英国研制新式扫描仪8秒钟可测出乳腺癌

英国科学家日前利用反地雷技术了研制一个具有变革意义的扫描系统,女性可借助它在几秒钟内就了解自己的乳腺健康与否,而传统的检查方式需要两周才能出结果。

这套系统被称为“玛丽亚”,是英国Micrima公司的研究成果。检查时,扫描设备的形状如陶瓷杯,用以托住女性胸部,8秒钟内,玛丽亚将探测到的数据传输到电脑中,形成三维图像。

在初步研究中,研究人员找来200名女性,该技术成功找出其中80%长有肿瘤的患者,这一成功率接近于目前的技术。

值得注意的是,该技术不会给患者带来痛苦,比传统的乳腺X线检测更安全,后者会在检查时带来一定量的电离辐射,对年轻女士会产生影响,而且50岁以下的女性乳腺组织更紧实,传统的X射线很难探测到内部的肿瘤。专家们认为,这种全新的技术适用于任何年龄段的女性,价格也相对传统技术便宜。

英国西部布里斯托尔绍斯密医院的专科医师迈克·希尔说:“我们对这种全新技术感到非常兴奋,它没有目前常用的影像超声波、X线照相术以及核磁共振成像等技术的副作用。这种方法快捷、安全、舒适,而且价格便宜,具有高灵敏度,成像效果很好。”

目前Micrima公司领导下的团队正在为开发设备和计算机软件筹集资金,该技术预计5年内将被广泛用于辅助外科手术和临床诊断。

新的治疗手段

新加坡微型“蟹钳”机器人深入腹腔切除胃癌组织

日前,新加坡研究人员研制出一种外形像蟹钳的微型机器人。这个机器人由一个钳子和钩子组成,安装有内窥镜和摄像头,能够在外科医生的操作下进入人体腹腔内切除早期的胃癌癌变组织,而不留任何疤痕。

在进行胃癌切除手术时,这种微型机器人从病患嘴中进入腹腔,摄像头能够把内窥镜显示的内容传送至外界的电脑屏幕上。外科医生通过监控屏幕遥控机器人,用它的“蟹钳”抓住病患体内的癌变组织,并用钩子将该组织切除。

该机器人的设计者分别是新加坡国立大学医院的胃肠病学家劳伦斯胡、南洋理工大学机械与宇航学院的副教授路易斯菲和香港高级外科医师钟尚志。

对于设计这种微型机器人的初衷,劳伦斯胡教授说:“我们(人类)的动作是非常大的,而且在做一些非常精细的动作时,手往往会有些颤抖……但机器人就能够在不出现任何抖动的情况下进行非常细微的动作。”之所以设计成蟹钳状,是因为蟹钳非常有力,而且比较灵活。

劳伦斯表示,这个机器人已经帮助来自印度和香港的5名胃癌早期病人完成了癌变组织切除手术。在这5次手术中,微型机器人花费的时间少于正常手术,而且能够在不给病人留下疤痕的情况下,使其面临更小的风险。

胃癌是全球第二大癌症死因,在东亚地区尤其常见,这主要是因为胃癌患者在发现得病的时候通常已经处于癌症晚期,难以治愈。据悉,这三名设计者从2004年开始研发这种机器人,并于2011年10月成立公司,希望在3年内将此机器人投放市场。

英国发明有触觉的微创手术刀

微创手术因损伤小、愈合快而得到广泛的应用,不过这种技术并非完美无缺。在执行微创肿瘤切除手术时,手术医师只能根据植入病人体内的微型摄像头拍摄的画面执行手术,但无法通过触摸肿瘤的质地和硬度有效地确认肿瘤的类别和性质。

不过,英国利兹大学近期的一项研究成果有望使这一问题迎刃而解。这种由利兹大学一个研究团队开发出的触觉设备名为“Palpatronix”,只有普通钢笔大小,使用方法类似于在一个虚拟3D表面上移动一只鼠标。使用时,电脑通过向设备发送信号而测算出使用者手指对设备施加的压力大小,并将等值的力通过设备反馈给使用者。实验中,研究人员利用这种设备完全依靠触觉成功地找到了埋设在硅制模块中的铁球,验证了这种技术的有效性。

荷兰纳米火箭将可向人体内配送药物

就像是20世纪60年代电影《奇异的旅程》中的情节,这种纳米火箭有朝一日或许也将在人体内执行医疗任务。这种微型设备已经由荷兰奈梅亨大学的研究人员开发出来,他们认为这种技术将有望为患者带来福音。

科学家们表示:“我们认为这是第一种现实可用的纳米电机。”首席科学家詹·赫斯特说:“我们的纳米火箭基于简单的设计,即聚合物泡囊,这是一种球形胶囊。”他说:“我们可以在这些胶囊内配置不同的内容物分子,将其和外部的标记分子——功能酶或肽段相匹配,如此一来我们将有望开启一些实际应用,帮助在人体内递送药物等等。”

纳米粒子的大小是细菌体型的1/10,它们可以自行组装成微型球体并使用过氧化氢作为燃料。铂纳米颗粒分解时会生成氧气和水,并同时释放出能量,推动“小火箭”前进。研究人员在《自然·化学》上撰文写道:“这将产生快速的排放作用,包括推力和定向运动。”

然而,在这种新技术投入实际应用之前,还有一些困难需要去解决。首先过氧化氢是会耗尽的,因此这种小火箭需要能够自动补充燃料,并且它本身对于人体组织是有毒的。科学家们还需要学习该如何操控它们在人体内运行。不过,纳米工程师,美国加州大学圣迭戈分校的约瑟夫·王告诉记者说,这是通往“奇异旅程”的关键一步。