Согласно результатам клинических испытаний, опубликованных в журнале Disease Markers, оптическая технология, разработанная профессором биомедицинской инженерии Северо-Западного университета, показала свою эффективность в обнаружении рака поджелудочной железы путем анализа соседней ткани в двенадцатиперстной кишке.
Эта многообещающая новая технология, которая, как надеются исследователи, может помочь поднять чрезвычайно низкий уровень выживаемости пациентов с раком поджелудочной железы, способствуя раннему выявлению, использует новые методы светорассеяния для анализа чрезвычайно тонких изменений в клетках двенадцатиперстной кишки, части тонкой кишки. рядом с поджелудочной железой. Клетки получают с помощью малоинвазивной эндоскопии.
Исследование показывает, что клетки, которые кажутся нормальными при использовании традиционных методов микроскопии, действительно обнаруживают признаки аномалии при исследовании с использованием метода Северо-Запада, который обеспечивает анализ клеток на гораздо меньшем наномасштабе.
Технология была разработана Вадимом Бакманом, профессором биомедицинской инженерии в Школе инженерии и прикладных наук Маккормика Северо-Западного университета, и Владимиром Туржицким, аспирантом лаборатории Бакмана. Клинические испытания были проведены в сотрудничестве с Hemant Roy, M.D., директор отдела гастроэнтерологических исследований в NorthShore University HealthSystem и Randall Brand, M.D., гастроэнтеролог в Медицинском центре Питтсбургского университета.
В исследовании с участием 203 пациентов этот метод точно разделил с чувствительностью 95% между здоровыми пациентами и пациентами с разными стадиями заболевания. (Было обнаружено, что только 5% пациентов имели ложноотрицательные результаты после тестирования.) Специфичность тестовой группы составила 71 процент. Эти результаты подтверждают результаты более раннего исследования 51 пациента, опубликованного в августе 2007 года в журнале Clinical Cancer Research.
Большее количество пациентов в более позднем исследовании позволило исследователям рассчитать "площадь под характеристикой оператора приемника" (AUROC), который представляет собой анализ точности теста в различении здоровых образцов от больных образцов. Хотя чувствительность и специфичность тестов могут варьироваться в зависимости от порога, установленного исследователями для диагностики, AUROC измеряет общую эффективность диагностического метода. Анализ показал 85-процентный AUROC для северо-западного метода. (Клинически обоснованные тесты обычно показывают AUROC более 70%).)
В исследовании Disease Markers также сообщается о многообещающих результатах в обнаружении поражений муцинозных кист, которые являются предшественниками рака. Если это подтвердится в дальнейших клинических испытаниях, этот подход может привести к методу ранней диагностики.
Рак поджелудочной железы – одна из самых смертоносных форм рака, пятилетняя выживаемость составляет всего 5 процентов. Это так смертельно, отчасти потому, что раннее обнаружение затруднено. Если непосредственно обследовать поджелудочную железу, существует высокий риск осложнений, поэтому плановые осмотры пациентов из группы риска обычно не подходят. Фактически, только 7 процентов людей с раком поджелудочной железы диагностируются на самых ранних стадиях заболевания, когда рак все еще ограничен своей первичной локализацией. Более чем у половины людей с этим заболеванием диагноз не ставится, пока рак уже не дал метастазы.
"Обычно к тому времени, когда у пациента диагностируется рак поджелудочной железы, уже слишком поздно для наиболее эффективных методов лечения," говорит Бакман. "Мы надеемся, что эта технология станет лучшим методом ранней диагностики заболевания, что может значительно улучшить выживаемость."
Технология сочетает в себе два дополнительных оптических метода: четырехмерный отпечаток пальца с упругим светорассеянием (4D-ELF) и спектроскопию обратного рассеяния с низкой когерентностью (LEBS). Исследователи обнаружили, что эти два препарата работают лучше, чем один в отдельности при скрининге рака поджелудочной железы.
Во время теста ксеноновая лампа излучает интенсивный белый свет через серию линз и фильтрует образец – клетки двенадцатиперстной кишки. Свет преломляется через самый внешний слой тканей и рассеивается в спектрограф, устройство, которое разделяет луч белого света на составляющие его длины волн и измеряет их. Датчик изображения фиксирует результат, затем компьютер анализирует картину рассеяния света в поисках "отпечаток пальца" канцерогенеза в наноархитектуре клеток.
В этой технологии используется биологический феномен, известный как "полевой эффект," гипотеза, предполагающая, что генетическая и экологическая среда, которая приводит к неопластическому поражению в одной области органа, должна быть обнаружена во всем органе и даже в соседних тканях.
Если аналогичные результаты будут получены при применении метода к другим органам, метод может иметь широкое влияние на своевременное лечение рака груди, рака легких и других форм рака.
Оригинальная технология была поддержана Национальным научным фондом; клинические испытания проводились при поддержке Национальных институтов здравоохранения и V Foundation for Cancer Research.
"Я очень взволнован работой группы Backman," говорит Леон Эстеровиц, директор программы NSF по биофотонике. "Я считаю, что эти результаты очень многообещающие, и эта методика имеет высокую вероятность успеха не только для выявления раннего рака поджелудочной железы, но и для выявления предраковых состояний, поэтому врачи могут продолжить лечение пациента, пока еще есть шанс победить болезнь. Для рака поджелудочной железы это может привести не только к прекрасному прогнозу, но, возможно, даже к излечению."
В соответствующем исследовании, опубликованном в прошлом месяце в журнале OSA Optics Letters, Бэкман, Рой и Бранд сообщили об обнадеживающих результатах для другого оптического метода, называемого парциально-волновой спектроскопией. Эта технология измеряет, как свет распространяется через клетку в одном измерении, позволяя исследователям обнаруживать наноскопические изменения во внутренней архитектуре клетки. В этом исследовании ученые изучили реальные клетки поджелудочной железы, собранные с помощью тонкой иглы.
"Мы разрабатываем набор оптических технологий, которые, как мы надеемся, изменят нашу способность обнаруживать рак на самых ранних стадиях," говорит Бакман.
Источник: Северо-Западный университет (новости: в сети)