卵巢癌通常仅在其达到晚期后才被诊断出来，许多肿瘤在整个腹部扩散。大多数患者接受手术以尽可能多地去除这些肿瘤，但由于一些肿瘤非常小而且普遍存在，因此难以根除所有这些肿瘤。
麻省理工学院的研究人员与马萨诸塞州综合医院（MGH）的外科医生和肿瘤科医生合作，现在已经开发出一种方法来提高这种手术的准确性，称为切除术。使用新型荧光成像系统，他们能够在小鼠手术过程中找到并去除小于0.3毫米的肿瘤 - 小于罂粟种子。接受这种类型的图像引导手术的小鼠比没有引导系统的肿瘤移除的老鼠存活时间长40％。
“这个系统的优点在于它可以提供有关肿瘤大小，深度和分布的实时信息，”麻省理工学院生物工程和材料科学的James Mason Crafts教授，Koch成员Angela Belcher说。综合癌症研究所，最近任命麻省理工学院生物工程系主任。
目前，研究人员正在寻求FDA批准进行1期临床试验，以测试人类患者的成像系统。在未来，他们希望调整该系统以监测有肿瘤复发风险的患者，并最终用于卵巢癌的早期诊断，如果早期发现卵巢癌则更容易治疗。
Belcher和Michael Birrer，曾任MGH医学妇科肿瘤学主任，现任伯明翰阿拉巴马大学奥尼尔综合癌症中心主任，该研究的高级作者，在线发表在ACS Nano杂志上。周。
Koch研究所的Mazumdar-Shaw国际肿瘤学研究员Neelkanth Bardhan和MGH的研究员Lorenzo Ceppi是该论文的主要作者。其他作者包括MGH研究员YoungJeong Na，麻省理工学院林肯实验室技术人员Andrew Siegel和Nandini Rajan，Milan-Bicocca大学的Robert Fruscio，以及Marhe的妇科肿瘤学家Marcela del Carmen和马萨诸塞州综合医师组织的首席医疗官。
发光的肿瘤
因为没有很好的方法来检测早期卵巢癌，所以它是最难治疗的癌症类型之一。在全球每年诊断出的250,000例新病例中，75％处于晚期阶段。在美国，卵巢癌各阶段的五年合并存活率为47％，仅比三十年前的38％略有改善，尽管化学治疗药物如顺铂的出现，于1978年获FDA批准卵巢癌治疗。相比之下，乳腺癌各阶段的五年组合生存率稳步提高，从20世纪70年代的75％左右提高到现在的90％以上。
“对于这些（卵巢癌）患者，我们迫切需要更好的前期治疗，包括手术，”Birrer说。
Belcher和Birrer通过Bridge项目联合起来解决这个问题，该项目由Koch研究所和Dana-Farber /哈佛癌症中心合作完成。 Belcher的实验室一直在开发一种基于近红外（NIR）光谱的新型医学成像。在3月份发表的一篇论文中，她报告说，这种成像系统可以在活体组织中实现前所未有的分辨率和穿透深度组合。
在这项新研究中，Belcher，Birrer和他们的同事与麻省理工学院林肯实验室的研究人员合作，通过提供连续，实时的腹部成像，通过荧光突出显示肿瘤癌症手术期间外科医生定位肿瘤，以帮助外科医生定位肿瘤。 。以前的分析表明，在减瘤手术期间，存活率与患者留下的残留肿瘤量强烈呈负相关，但许多卵巢肿瘤非常小或隐藏，外科医生无法找到它们。
为了使肿瘤可见，研究人员设计了使用单壁碳纳米管的化学探针，当被激光照射时会发出荧光。他们用一种与SPARC结合的肽涂覆这些纳米管，SPARC是一种由高侵袭性卵巢癌细胞过度表达的蛋白质。该探针与肿瘤结合并使其在NIR波长发出荧光，使外科医生能够更容易地通过荧光成像找到它们。
研究人员测试了在腹腔区域内植入卵巢肿瘤的小鼠的图像引导系统，称为腹腔内空间，并表明外科医生能够找到并移除小至0.3毫米的肿瘤。手术后10天，这些小鼠没有可检测到的肿瘤，而经过传统的非图像引导手术的小鼠有许多外科医生遗漏的残留肿瘤。
手术后三周，许多肿瘤已经在接受图像引导手术的小鼠体内恢复，但这些小鼠的中位生存率仍然比接受传统手术的小鼠长40％。
研究人员说，没有其他成像系统能够定位外科手术过程中的小肿瘤。
“你不能让病人进入CT机器或核磁共振成像机，并让外科医生同时进行这种手术切除手术，你不能让病人接受长时间手术多个小时的X射线照射这种基于光学的成像系统使我们能够以安全的方式做到这一点，“巴尔丹说。
监测患者
对于大多数卵巢癌患者，肿瘤切除术后接着进行化疗，因此研究人员现在计划进行另一项研究，他们在图像引导手术后用化学疗法治疗小鼠，以期防止剩余的微小肿瘤扩散。
“我们知道，晚期卵巢癌患者在手术时切除的肿瘤数量与其结果直接相关，”Birrer说。 “这种成像设备现在将允许外科医生超越切除肉眼可见肿瘤的极限，并应开启有效减压手术的新时代。”
现在他们已经证明这个概念可以成功地应用于手术期间的成像，研究人员希望开始使该系统适用于人类患者。
“原则上，这是非常可行的，”西格尔说。 “这纯粹是机制和资金，因为这个鼠标实验可以作为原理的证明，实际上可能比建立一个人类规模的系统更具挑战性。”
研究人员还希望在手术后部署这种类型的成像来监测患者，并最终将其发展为一种诊断工具，用于筛查患卵巢癌的高风险女性。
“我们现在的一个重点是开发能够在疾病传播之前在第1阶段或第2阶段早期诊断卵巢癌的技术，”Belcher说。 “这可能会对存活率产生巨大影响，因为生存与检测阶段有关。”
——文章发布于2019年4月24日
