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質(zhì)譜成像新技術(shù)推動(dòng)癌組織分析進(jìn)入數(shù)字時(shí)代
2014-07-29
在癌癥研究領(lǐng)域，質(zhì)譜成像(MSI)技術(shù)是前景廣闊，但目前該技術(shù)的運(yùn)用還受原始數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像精確度及圖像識別能力等諸多問題的限制。
現(xiàn)在，來自英國帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的研究人員在《PNAS》雜志上報(bào)告稱，他們開發(fā)出了一種新方法，可有效解決上述問題。新方法將改變病體組織的檢測方式，從而推動(dòng)癌癥組織分析進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。
質(zhì)譜成像技術(shù)主要是利用質(zhì)譜直接掃描生物樣品，分析化學(xué)成分在細(xì)胞或組織中的結(jié)構(gòu)、空間與時(shí)間分布信息。這種成像方法不局限于特異的一種或幾種蛋白質(zhì)分子，可在生物組織樣本中找到每一種蛋白質(zhì)分子，并提供它們在組織中空間分布的精確信息。早在幾年前，就有科學(xué)家提出利用該技術(shù)來確定生物組織類型的構(gòu)想，但卻一直沒有設(shè)計(jì)出實(shí)用有效的方法。
而這項(xiàng)最新方法利用解吸電噴霧電離技術(shù)來優(yōu)化數(shù)據(jù)預(yù)處理，提高圖像精確度，并通過提取生物組織特定的分子印記來強(qiáng)化不同生物組織類型的生化特性，以增強(qiáng)圖像識別能力。
研究人員表示，利用新開發(fā)的集成生物學(xué)信息平臺，可將質(zhì)譜成像技術(shù)獲得的大量人體組織的具體信息數(shù)據(jù)，用于構(gòu)建各種類型的組織數(shù)據(jù)庫。通過多樣本分析，并與傳統(tǒng)的組織學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算機(jī)就可以學(xué)習(xí)識別不同類型的組織，從而使癌變組織的解析變得相對簡單高效。他們將自己設(shè)計(jì)的工作流程用于直腸結(jié)腸癌組織的檢測，效果良好。
與標(biāo)準(zhǔn)組織學(xué)動(dòng)輒幾周才會(huì)得出完整結(jié)果的檢測手段相比，利用質(zhì)譜成像技術(shù)進(jìn)行單一檢測，僅需幾小時(shí)即可獲得更詳盡的信息，不僅會(huì)顯示組織是否發(fā)生癌變，還會(huì)顯示癌癥是哪一種類型和亞型。這些信息對于醫(yī)生們選擇最有效的治療方法十分重要。
研究人員指出，自19 世紀(jì)后期染色技術(shù)用于顯示組織結(jié)構(gòu)以來，對組織病理學(xué)樣本的分析方法鮮有變化。直到今天，染色法依然是醫(yī)院組織學(xué)分析的主流手段，并且變得越來越復(fù)雜，耗費(fèi)也越來越高。而質(zhì)譜成像技術(shù)可能改變組織學(xué)的基本范式，科學(xué)家將不再根據(jù)組織的結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)它們的化學(xué)成分來定義組織類型。將來的檢測不再依靠專家的眼睛，而是以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，僅一個(gè)檢測所得到的信息就遠(yuǎn)比多個(gè)傳統(tǒng)組織學(xué)檢測所得到的更多。
他們表示，新研究克服了一些質(zhì)譜成像技術(shù)實(shí)際應(yīng)用所遇到的障礙，將成為創(chuàng)建下一代完全自動(dòng)化的組織學(xué)分析手段的第一步。
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