大脑复杂的结构与难以活检的特性，让脑癌被视为最致命的癌症之一，更准确的诊断方式可能扭转现况。在美国化学学会（American Chemical Society, ACS）出版的《ACS Nano》期刊最新研究中，研究人员展示他们所开发的一种生物传感器，能帮助医生从微小的血液样本中诊断脑癌。基于研究成果的准确度，团队相信这种血检技术将能为现今的脑癌诊断再添助力。
用镍芯片打造 3D 奈米生物传感器
为了有效治疗脑癌，医生不仅需要确认恶性肿瘤的存在，还得确定它属于原发性肿瘤还是从其他地方转移到大脑的继发性肿瘤，同时医生还需要知道肿瘤的位置。目前没有任何诊断技术可以在不进行手术或脊椎穿刺下完成这些目标，研究团队希望开发一种全新的非侵入性测试。
尽管位于难以探测的大脑深处，就像其他癌症一般，脑癌肿瘤也会产生如核酸、蛋白质和脂质等肿瘤衍生物质，并透过血脑屏障进入人体循环。研究团队因此假设，针对这些存在的血清中的微量衍生物质检测并整体分析，或许可作为侦测深度脑癌的可靠来源。
为此研究团队运用高强度雷射束，在镍芯片上形成 3D 镍-氧化镍奈米层（3D nickel-nickel oxide nanolayers），这项过程让芯片成为一种超灵敏的 3D 奈米生物传感器，再透过被称为表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS）的方法，为每个样品生成分子图谱或指纹。
研究人员随后再使用 DEEP 神经网络分析资料，寻找脑肿瘤存在的证据之余也确定肿瘤的类型，同时预测其在大脑中的位置。
原发性与继发性肿瘤区分无碍
透过液体活检平台，研究人员成功从 5 微升（μL）血清中检测出脑癌，并以 100% 的特异性和敏感性将其与乳腺癌、肺癌和结直肠癌区分，在分辨原发性脑肿瘤和从肺、乳房转移到继发性肿瘤上也取得类似的成功。不仅如此，相关分析还使研究人员能够以 96% 准确率确定颅内肿瘤位于九个脑区中的哪一个位置。
以目前来说，检测脑癌最准确的手段仍是组织活检，但除了较其他组织活检更具侵入性及危险性，在缺乏更多资讯下，也可能因某些原因错过关于肿瘤组成的重要讯息。
研究人员认为，这种使用患者血清进行深度监测的方式，是相当具潜力的脑癌检测工具，考量到检验方式的非侵入性，希望有朝一日能被用来协助医疗人员检测、定位并持续监测脑癌的发展，以便他们做出更好的治疗决定。
延伸阅读：奈米药物搭配STAT3抑制，稳定恶性脑癌、减低复发参考资料：
1. ACS Nano, 2022,https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04187
2. https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2022/september/biosensor-detects-brain-tumors-with-less-than-a-drop-of-blood.html
©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因线上版权所有 未经授权不得转载。合作请联系：[email protected]
