NAT BIOL ENG：新型显微镜可实时检查肿瘤切片 避免再次手术
2017-06-27 贾朝娟 环球医学
当乳腺癌女性接受乳房肿瘤切除术时，医生试图在消除所有癌组织的同时保留尽可能多的健康乳腺组织。但是目前还没有可靠的方法来帮助手术中确定切除组织的边缘为完全无癌——医生确信他们切除了所有的肿瘤所需的证据。病理医生需要几天的时间使用常规方法来处理和分析组织。
当乳腺癌女性接受乳房肿瘤切除术时，医生试图在消除所有癌组织的同时保留尽可能多的健康乳腺组织。但是目前还没有可靠的方法来帮助手术中确定切除组织的边缘为完全无癌——医生确信他们切除了所有的肿瘤所需的证据。病理医生需要几天的时间使用常规方法来处理和分析组织。
这就是为什么20～40%的女性不得不接受第二次、第三次甚至第四次保乳手术以去除最初手术过程中遗漏的癌细胞。
由华盛顿大学机械工程师和病理学家组成的团队研发的一种新型显微镜可以帮忙解决这一问题以及其他问题。它可以快速、无破坏的以与传统病理学相同的水平对大块的新鲜组织标本边缘成像——不超过30分钟。
机械工程教授Jonathan Liu表示，在这些保乳手术期间外科医生有点失明。通常他们会遗留部分肿瘤，但直到几天后病理医生发现了他们才知道。
Liu表示，如果我们在手术过程中能迅速地对切除组织的整个表面或边缘进行成像，我们就能告诉他们是否还有肿瘤遗留在体内。这将给癌症患者带来巨大的好处。
6月26日发表在《Nature Biomedical Engineering》上的一篇论文描述了这一新型光片显微镜——它比现有的操作和显微镜技术更具优势。它可以为基因检测和诊断保存有价值的组织，快速而准确地对大快临床标本的不规则表面进行成像，让病理医生放大和三维“查看”活检标本。
UW医学病理临床研究员Nicholas Reder表示，我们使用的病理学工具近一个世纪以来都没有大的变化。对于病理学和癌症患者来说，这一光学显微镜代表了一个重大进展，可以使得我们在几分钟内而不是几天内检查组织，三维取代了二维——这将最终改善临床治疗。
目前病理技术涉及组织样本的处理和染色，将它们嵌入在蜡块中，切成薄片，安装在载玻片上，染色，然后用传统显微镜观察这些二维组织——这一过程需要几天给出结果。
在手术过程中另外一种技术可提供实时的信息，那就是对组织做冷冻切片以便快速观察。但这些图像的质量不一致，某些脂肪组织如乳腺组织不能很好地冷冻，以至于无法可靠地使用该技术。
相比之下，UW的开顶式光片显微镜使用一片光来“切片”并成像组织样本而不破坏任何组织。所有的组织都可以保留以进行下游的分子测试，其可对癌症的性质产生额外的有价值的信息，从而进行更有效的治疗决策。
Liu表示，玻片病理仍然是一种模拟技术，就像几十年前的放射学在胶片上获得X射线一样。通过三维成像组织而不需要在玻片上放置薄的组织切片，我们正在努力改变病理学就像3-DX射线已经改变了放射学。扫描显微镜薄片使得数字病理学成为可能，我们对完整的组织进行数字化成像，绕过了制作玻片的需要，这将更简单、更快、更廉价。
UW医学病理学教授Larry True表示，如果我们不消耗任何组织就能做到这一点，那就更好了。我们希望使用这种有价值的组织，这对患者的治疗将更加重要——例如对肿瘤细胞进行测序发现特定药物和其他精准医学技术靶向的基因异常。
该小组目前正致力于加快光学清除过程，使光线更容易穿透活检样本。未来的研究领域包括优化3-D免疫过程，以及与智能学习专家来开发算法以处理这一系统产生的大量三维数据，以帮助病理医生实现不需要怀疑区域组织的终极目标。
原始出处：
Adam K. Glaser， Nicholas P. Reder，et al.Light-sheet microscopy for slide-free non-destructive pathology of large clinical specimens.Nature Biomedical Engineering，26 June 2017，0084 (2017)doi：10.1038/s41551-017-0084
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