以色列物理學(xué)家研發(fā)使用黃金納米粒子檢測(cè)早期癌癥的方法首次通過(guò)人體測(cè)試。以色列巴伊蘭大學(xué)納米科技及先進(jìn)材料研究所的德奧爾·菲克斯勒教授率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)5年的研究證實(shí)了納米技術(shù)在癌癥早期診斷中的光明前景。他們研發(fā)的非侵入無(wú)輻射光學(xué)系統(tǒng)，被用于檢測(cè)腦部、頸部及口腔癌癥，也可用來(lái)檢測(cè)位于舌頭、咽喉部位的癌癥發(fā)病情況。該方法已在動(dòng)物身上測(cè)試成功，最近也通過(guò)了人類(lèi)測(cè)試，被確認(rèn)有效。
幾分鐘即可檢測(cè)出癌癥且成功率超過(guò)90%
這種發(fā)明是如何工作的?如果一位口腔感到疼痛并伴有其他病癥的患者去看醫(yī)生，有一種令人不安的可能就是，該患者正受到口腔癌、舌癌或喉癌的折磨。醫(yī)生要求患者使用一種特殊的混合物漱口，幾分鐘后便能確認(rèn)患者是否患有癌癥。
這樣的測(cè)試很簡(jiǎn)單，患者只要花上幾分鐘，用含有黃金納米粒子的混合物漱口，這些粒子能夠有效給癌細(xì)胞著色，著色部位被一個(gè)專(zhuān)門(mén)研發(fā)的工具掃描成圖，醫(yī)生便可在電腦屏幕上查看結(jié)果。當(dāng)前的臨床試驗(yàn)表明，該方法可成功檢測(cè)出人類(lèi)舌頭及咽喉部位的癌癥。舌癌的檢測(cè)在特拉維夫大學(xué)牙醫(yī)學(xué)院進(jìn)行，咽喉癌的檢測(cè)由舍巴醫(yī)學(xué)中心耳鼻喉部完成。菲克斯勒說(shuō)：“我們將試驗(yàn)結(jié)果和病人活檢結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，該試驗(yàn)的成功率超過(guò)90%�！�
兩種技術(shù)手段成就這一快速檢測(cè)技術(shù)
菲克斯勒研發(fā)的檢測(cè)方法包括了兩種在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還未充分展示其全部潛能的技術(shù)手段，“物理擴(kuò)散”技術(shù)和“納米技術(shù)”。
“物理擴(kuò)散”技術(shù)發(fā)展于上世紀(jì)70年代末，主要的理論基礎(chǔ)是光束在身體器官上的反射能夠幫助檢測(cè)腫瘤。對(duì)被器官阻礙的光線擴(kuò)散的研究可以顯示出器官哪一部分吸收或反射了光線，從而有助于檢測(cè)癌細(xì)胞生長(zhǎng)。菲克斯勒說(shuō)：“研究者們花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間構(gòu)建模型，嘗試找出光線反射原理下器官發(fā)生了什么，然而該領(lǐng)域的研究停滯了一段時(shí)間，因?yàn)樵撃Ｐ蜔o(wú)法確切顯示腫瘤是否被檢測(cè)到，也無(wú)法確認(rèn)擴(kuò)散源是否來(lái)自身體的不同部分。作為基礎(chǔ)研究的極好模型，事實(shí)證明它沒(méi)有多少臨床價(jià)值�！彼忉尩溃骸氨环Q為漫反射的理論模型自20世紀(jì)80年代就很流行，但對(duì)癌癥的檢測(cè)不能僅依賴于光線對(duì)器官的反射這一依據(jù)，要確認(rèn)癌細(xì)胞是否生長(zhǎng)，我們需要能夠更好地描繪器官圖像的物質(zhì)或微粒。”
“大約12年前，一種被稱為分子藥劑的新思路進(jìn)入人們的視線。”菲克斯勒說(shuō)。和先前尋求大體圖像的思路不同，新思路希望尋求分子層面的結(jié)論。以此思路為基礎(chǔ)，一種被稱為“對(duì)比成像”的方法在近十年中研發(fā)出來(lái)。運(yùn)用該方法，醫(yī)生將一種秘密藥劑注射到患者身體中，植于醫(yī)生希望探測(cè)癌細(xì)胞生長(zhǎng)的地方，從而獲得所需圖像，這種秘密藥劑就是納米粒子。其中，黃金納米粒子因其無(wú)毒且與人體具有較好的集成度而被廣泛使用。
“事實(shí)上，納米粒子是在我們血液中運(yùn)行的小型機(jī)器人�！狈瓶怂估战忉屨f(shuō)，“當(dāng)納米粒子在癌癥抗體分子中時(shí)，我們可以觀察到，這些粒子能夠黏著于癌細(xì)胞。因此無(wú)需核磁共振或CT檢查，癌細(xì)胞便可被識(shí)別出來(lái)。因?yàn)槟撤N量子特性，黃金納米粒子在一定的波長(zhǎng)下能夠?qū)饩�產(chǎn)生很強(qiáng)的反射作用�！�
近年來(lái)，一種使用黃金納米粒子成像的技術(shù)被研發(fā)出來(lái)，基于這種技術(shù)的疾病探測(cè)和治療儀器隨之出現(xiàn)，但這種儀器有個(gè)實(shí)質(zhì)問(wèn)題，即如何平衡創(chuàng)建高清質(zhì)量的圖像與所需黃金數(shù)量的關(guān)系。
新算法模型還可將該技術(shù)擴(kuò)展于檢測(cè)其他疾病
菲克斯勒和他的同事對(duì)自己的探測(cè)方法不斷改進(jìn)�！斑@就像在尋找隧道�！彼忉尩�，“僅探測(cè)外部環(huán)境找到隧道并不容易，有時(shí)候你需要等待有人從里面出來(lái)。我們不僅依據(jù)粒子反射的光線，同時(shí)還根據(jù)人體組織上光線擴(kuò)散產(chǎn)生的效果檢測(cè)癌細(xì)胞�！�
研究人員改變了黃金納米粒子傳統(tǒng)的球形形狀，把它做成了桿形，改變了粒子反射波的長(zhǎng)度，使粒子更深入地穿透到人體組織中。更重要是，他們研發(fā)了一種數(shù)學(xué)算法，能將粒子反映的信息轉(zhuǎn)化成實(shí)際的圖像�！傲Ｗ哟┩附M織，我們看不到反射�！狈瓶怂估照f(shuō)，“但我們可看到它們?nèi)绾卧谌梭w組織內(nèi)影響光擴(kuò)散。基于從組織細(xì)胞反射出來(lái)的光子數(shù)量，可建立計(jì)算數(shù)學(xué)函數(shù)�！�
菲克斯勒的方法不限于癌癥檢測(cè)，他還在開(kāi)發(fā)多發(fā)性硬化癥的診斷方法。他的研究引起了國(guó)際科學(xué)界的關(guān)注， 去年6月，倫敦醫(yī)學(xué)院為他頒發(fā)獎(jiǎng)學(xué)金，資助其之后一年在倫敦國(guó)王學(xué)院與其他科學(xué)家一同繼續(xù)此研究。44歲的菲克斯勒出生于特拉維夫，現(xiàn)任巴伊蘭大學(xué)先進(jìn)光學(xué)顯微鏡實(shí)驗(yàn)室主任。 他在瓦倫西亞大學(xué)完成博士后工作，曾在中國(guó)華南師范大學(xué)激光研究所擔(dān)任客座教授。
