日前，麻省理工学院（MIT）研究人员最新开发出一种新新型肺癌早期诊断方法。相关文章发表于《科学转化医学》杂志上。相关团队已经开发出了一种尿液检查办法，该办法基于纳米粒子的非侵入性测试，并借助传感器方法检测与该疾病相关的蛋白质的存在，进而灵敏地检测出小鼠的肺癌。研究团队称，这一非侵入性办法可减少假阳性的数量，并有助于在前期及早发现和筛查出肿瘤。
一直以来，MIT科赫综合癌症研究所联合该校医学工程与科学研究所的研究者，一直在开发可通过蛋白酶相互作用来检测癌症的纳米颗粒。这些酶通过切穿细胞外基质蛋白来帮助肿瘤细胞逃脱其原始位置。
为了找到这些蛋白质，研究人员创建了纳米颗粒，该纳米颗粒涂有被癌症相关蛋白酶靶向的肽（蛋白质短片段）。颗粒堆积在肿瘤部位，在那里肽被切割，释放出生物标志物，然后可在尿液样本中检测到。
之前，研究团队已开发出结肠癌和卵巢癌传感器。在这一新型研究中，研究人员希望将该技术应用于肺癌，因为每年美国有约15万人因此丧命。接受CT筛查并获得阳性结果的人，常会接受活检或其他侵入性检查，以寻找肺癌。但这一过程可能会导致并发症。因此，非侵入性跟踪试验，或许会对确定哪些患者真正需要进行活检有用。
据了解，为定制针对肺癌的传感器，研究人员分析了一个与癌症相关的基因数据库，并确定了肺癌中富含的蛋白酶。他们创建了一组由14种肽包裹的纳米颗粒，可与这些酶相互作用。
然后，研究人员在两种不同的癌症小鼠模型中对传感器进行了测试，这两种小鼠模型都经过了基因突变处理，这些基因突变导致它们自然发展为肺部肿瘤。为帮助防止可能来自其他器官或血液的背景噪音，研究人员将这些颗粒直接注入气道。
研究人员使用这些传感器在三个时间点进行了诊断测试：肿瘤开始生长后的5周，7.5周和10.5周。为使诊断更加准确，他们使用机器学习来训练算法，以区分来自具有肿瘤的小鼠和没有肿瘤的小鼠的数据。
通过这种方法，研究人员发现，他们可在7.5周内准确地检测出其中一种小鼠模型中的肿瘤，而这些肿瘤平均平均只有2.8立方毫米。在另一只小鼠品系中，可在5周时检测到肿瘤。传感器的成功率，也与在相同时间点执行的CT扫描的成功率相当或更好。
目前，研究人员还正在研究一种可用于区分病毒性和细菌性肺炎的传感器，它可以帮助医生确定哪些患者需要抗生素，甚至能够提供核酸检测的补充信息，例如针对新冠病毒开发的核酸检测。
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