美国Cedars-Sinai医学中心与南加州大学的科学家,研发出新式荧光光谱仪及其应用软件,能够实时侦测出脑部组织和细胞中的生化、功能、结构上之变化。
研究人员根据细胞中的分子由光所激发的原理,当这些分子活化而后会发散出不同种的荧光,再由高敏感度的光学仪侦测出来,如果这项技术能如预期般的精进,可给与神经外科医师们一盏明灯,在对脑部肿瘤作立即性的手术与诊断,并且更精确判断出肿瘤的位置。
这项研究是针对胶质母细胞瘤(GBM,Glioblastoma multiforme)所进行的,它为最普遍的致死型脑部肿瘤。由于这些肿瘤细胞生长及侵入正常的组织相当快速,尽管实行传统手术,化学治疗及辐射治疗,但是病患通常存活时间只有数周或数个月。这是因为肿瘤组织会侵略性潜入到邻近的正常组织中,且其不规则的形状很难知道其正确位置。
Cedars-Sinai医学中心的神经外科医师Keith L. Black说到:「虽然我们的手术目标是不伤害正常脑部组织而尽可能切除肿瘤,但是要区别两者是相当困难的」。然而动手术虽然无法完整切除肿瘤,但传统外科手术切除肿瘤细胞若未配合荧光光谱影像技术,病患平均存活天数会少于十九周。
Keith L. Black认为荧光光谱影像技术的潜能将会持续演进,因为他在许多治疗方法中,正看见令人鼓舞的结果。荧光应用科学的出现,在外科手术能提供强大的精准度,也帮助神经外科医师合并新颖且高专一性的治疗法来标定肿瘤细胞。
在另一方面,Cedars-Sinai医学中心生物光电暨技术发展实验室(Biophotonics Research and Technology Development Laboratory)的Laura Marcu博士,目前正与其它研究人员致力将此技术应用于中枢神经系统组织方面的临床诊断,Laura Marcu博士表示,他们发现胶质细胞瘤(glioma)与正常组织比较起来具有长持续性的荧光散射,可以利用荧光半衰期(lifetimes)来区别出胶质细胞瘤,同时解析细胞组织在荧光强度和荧光半衰期,以提升诊断上的高度专一性。
Laura Marcu博士指出,荧光光谱仪这套设备让研究小组在活体细胞得到精确、再现性的测量,在未来可当作标准的诊断技术,但是还有有许多技术性的问题正等被解决。而现今他们依然必须观看计算机屏幕得知细胞组织的状况。因此,他们希望发展出微型化系统,让荧光光谱仪更加缩小和简化资料显示,如此一来才能得到医疗上广泛的应用。
原文:
P. Ashjian, A. Elbarbary, P. Zuk, D. A. DeUgarte, P. Benhaim, M. H. Hedrick and L. Marcu, "Noninvasive in-situ evaluation of osteogenic differentiation by time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy," Tissue Engineering, Vol. 10(3/4):411-420, 2004.