http://www.physorg.com/news147462313.html
December 02, 2008
在血液樣本中偵測與癌症相關的蛋白質，或生物標記（biomarkers），對於癌症的早期診斷與癌症治療的監測而言，是一種具有潛力的強大工具。一個由史丹佛與 UCSC 所領導的團隊，已發展出一種小型的偵測器原型，那使用磁性奈米科技辨識人類血清樣本中與癌症相關的蛋白，同時敏感度比目前的偵測器高出許多。
研究者在一篇論文中描述他們的結果，那發表於本週 12/1 的 PNAS 上。
除了它的高敏感度，這個新偵測器能同時監控多個生物標記。這種「多工（multiplex）」能力相當重要，因為在癌症診斷與其他潛在應用上，使用多重生物標記比起單一生物標記，能提供更大的精確度與可靠度，UCSC 生物分子工程教授 Nader Pourmand 表示。
"利用目前的偵測器，每一次你只能偵測一個蛋白質，" Pourmand 說。"非使用標準的螢光標記，相反的我們把奈米大小的磁性小珠當成標記使用，而且我們偵測目標分子的敏感度比標準技術要高出上千倍。"
"這實質上是一種概念驗證研究，證明我們現在擁有一種晶片與讀取器，那能在低於目前商業上可利用之標準甚多的濃度下，於樣本中尋找多重生物標記，" Shan Wang 表示，史丹佛材料科學、工程與電機工程教授。
Wang 與 Pourmand 為本論文的資深作者，此外還包括史丹佛生化與遺傳學教授 Ronald W. Davis。
為了以磁性奈米粒子標記癌症細胞，偵測器使血清樣本接受一種孵育（incubation）過程，那大約在半小時內發生。在此偵測器的心臟是一種由本論文第一作者 Sebastian Osterfeld 所設計的矽晶片。他是史丹佛材料科學與工程博士生。
這些晶片有 64 個內嵌感應器，其電阻隨著附近磁場的存在而改變。附加到這些感應器的是捕捉抗體（capture antibodies），當與癌症相關之特定蛋白飄過時，那具有獨特能力能「理解（latch on，譯註：雙關語）」它們。
在孵育過程中，這些抗體首先捕捉它們特定的癌症蛋白。接著，第二波抗體的一端附加到這些特定的癌症蛋白上，而磁性奈米粒子則在另一端，將被捕獲的癌症生物標記拴在磁性 "奈米標記" 上。這些標記會散發磁場，那導致其下感應器的電阻產生變化，給偵測器一種清晰的訊號。
在這篇 PNAS 論文中，研究者描述了各種不同低濃度癌症生物標記的偵測，諸如腫瘤壞疽因子α（tumor necrosis factor alpha）與癌症胚胎抗原（cancer embryonic antigen）。在一種涉及七種潛在癌症生物標記的多工化驗中，在 5 quadrillionths（10^-15） mole 到 0.1 trillionths（10^-12）mole（莫耳，一種度量分子的標準單位）範圍內的濃度都可同時明白無誤地偵測。
研究者也估計，他們所能偵測的人類絨毛膜性腺激素（human chorionic gonadotropin，hGC）濃度大約比目前商業化套件，其縮寫為 ELISA（其中，所捕捉的蛋白與變色標記或螢光標記結合），所能偵測的要低 400 倍。
為了適當準備病患的血液樣本以供偵測器使用，技術員必須使用離心機將血清分離出來，那包含生物標記。為了這個理由，這個裝置需要位於醫院或私人診斷實驗室，Wang 說。甚至在此之前，該裝置都得面對臨床上的實用性測試，並經歷臨床試驗以贏得管制認可（regulatory approval）。為了看見這個裝置能通過這些階段，Pourmand 與 Wang 已共同在 Panorama Institute for Molecular Medicine（位於加州 Sunnyvale 市）成立一家新公司 MagArray（磁性陣列），
Wang 表示，他對於此技術有一天能透過提早偵測癌症或協助醫生選擇更有效的療法來挽救生命感到相當樂觀。
"你偵測到癌症的時間愈早，你殺死它的機會愈高，" Wang 說。"這對於肺癌、子宮癌與胰臟癌格外有幫助，因為這些癌症藏匿在體內。"
這家新成立的公司將此技術應用到急診室的心臟病診斷與風險評估。心臟細胞死亡也與特定生物標記蛋白的釋出有關。
◆ 華裔學者突破 血液提早測癌
【聯合報╱報系記者吳日君加州史丹福／2日電】 2008.12.04
由加州史丹福大學材料科學與工程系華裔教授、史丹福磁性奈米科技中心主任王善祥（Shan Xiang Wang）領軍的研究團隊研發出血液檢測晶片裝置（MagArray Biodetection Chips），可協助尋找血液流向的早期癌症所在，以此進行早期治療、提高存活率。這項新研究成果本周登上「美國國家科學院期刊」（Proceedings of the National Academy of Sciences）線上版。
這項以血液檢測晶片裝置系統通過對血液樣本的檢測，就可以診斷體內是否存在癌症相關蛋白，檢測過程不到1小時就可以完成，優於目前商業化的檢測裝置。系統主要技術是運用磁性奈米技術（magneticnanotechnology）以找到癌蛋白，比其他裝置更敏銳，因為癌蛋白僅能在少數血液流中被發現。
王善祥表示，研究證明，這種晶片裝置與檢測可找到多種生化標記，效果優於目前商業化產品。他認為，這項研究將於2至3年內用於檢測早期癌症，協助醫生選擇更有效的療法；因為越早發現癌症，治癒機會愈高，尤其是肺癌、卵巢癌和胰臟癌，這些癌症不易早期發現。
王善祥指出，新晶片裝置可同時檢測不同種類的癌蛋白，但目前仍不確定何種癌症標記是用於診療的最佳標記。此外，檢測多種生化標記可讓醫生更容易診斷病人罹患何種特定癌症。這項癌蛋白讀取裝置也是全球現存手持裝置中體積最小的。
他的研究團隊運用磁性奈米技術，利用一般材料多半不帶磁性的特點，尋找稀少的磁訊號。這種搜索像夜空中搜尋清晰可見的煙花一樣方便，而且更快、靈敏度更高，可以清楚檢測出小單位的癌症蛋白。
由於這項檢測產品還須經過相關測試，包括臨床試驗等法令相關規定測試，王善祥在矽谷共同創辦初創公司「MagArray」，將進行臨床試驗來檢測癌蛋白。他並將測試此晶片裝置未來能否用於急診室中病人因胸痛而須快速檢測心臟病。因心臟病發時，心臟細胞壞死與特定生化蛋白標記有關。
※ 相關報導：
＊ Multiplex protein assays based on real-time magnetic nanotag sensing
http://www.pnas.org/content/105/52/20637.abstract
Sebastian J. Osterfeld, Heng Yu, Richard S. Gaster,＊ 研究揭櫫金奈米簇穩定性與電子特性
Stefano Caramuta, Liang Xu, Shu-Jen Han, Drew A. Hall,
Robert J. Wilson, Shouheng Sun, Robert L. White,
Ronald W. Davis, Nader Pourmand, and Shan X. Wang
PNAS December 30, 2008 vol. 105 no. 52 20637-20640
doi: 10.1073/pnas.0810822105
＊ siRNA＋量子點＝強力抑制蛋白生產
＊ 使用磁性奈米粒子對抗癌症
＊ 造影新工具：能以磁性標記細胞的「基因」
＊ 奈米粒子偵測端粒酶活性
＊ 能偵測致病微生物與毒素的新一代感應器
＊ 研究綠螢光蛋白 華裔錢永健獲獎
＊ 新成像技術讓癌症手術更加精確
＊ 雷射下的生命：讓微小域當中的受體發光
＊ 監控疾病中的免疫回應
＊ 基因修復監測機制 中研院找到了
＊ 新遺傳篩檢 綜覽細胞系統
＊ 應用樂高積木概念 成醫開發新奈米標靶技術
＊ 研究者確認一種可能普適的老化機制
＊ 逃離癌症，但更快老化？腫瘤抑制過程的黑暗面
＊ 科學家確認避免罹患肺癌的基因
＊ 世界癌症日 讓孩童遠離肥胖
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一滴血、一分鐘 癌細胞無所遁形
【聯合報╱記者李青霖／新竹市報導】 2009.02.17
「給我一滴血，加一分鐘」，就可檢出是否有致癌疑慮或體內癌細胞已轉移！交通大學生物科技研究所教授林志生與學生團隊，運用「奈米金球」建置新式光學生物檢測平台已辦得到，傳統檢測法得花卅小時。
這項研究去年十一月獲國家創新獎第三名；在工業局「二○○八Crazy Idea應用王／生物技術研發成果創意應用競賽」也拿銀牌，其中部分關鍵技術已申請我國及中國、美國專利。
交大指出，林志生教授與博士生陳思豪、莊曜禎組成的研究團隊，以檸檬酸鈉合成法做出「奈米金球」，上面以明膠（蛋白質的一種）作修飾，這些基質能與血液中的酵素產生作用。
林志生指出，血液「基質金屬蛋白酶」（matrix metalloproteinases，MMPs）酵素，會影響腫瘤細胞的形成與轉移，因此血液中這類酵素活性的變化，可當作偵測癌細胞的重要依據之一。
陳思豪說，傳統檢測基質金屬蛋白酶活性分析的「酶譜分析法」，分析時間長達卅小時，僅適用在實驗室或醫院中檢測，用奈米金球，一分鐘就做得到。
另外，趙瑞益、張家靖教授合作的癌細胞「奈米獵殺」計畫，利用奈米鑽石具有螢光特性，可應用在癌症檢測與生物影像應用，追蹤癌細胞轉移。
※ 文中的「←」指「酶」，真受夠正體中文的資訊交換，一堆生化名詞顯示、輸入都有問題。
◆ 銳速刀 治療誤差達1毫米內
【聯合晚報╱記者李樹人/台北報導】 2009.02.17
不讓台大醫院的「螺旋刀」中心專美於前，長庚醫院最近花費近億元，引進「銳速刀」放射治療儀。院方強調，使用這套最新放療儀器，可以大幅縮短治療時間，每次所需時間不到兩分鐘，配合影像導引，使治療誤差達一毫米範圍。
50多歲台商林先生，數月前發現右邊頸部長出一塊突出物，切片檢查證實為舌底癌合併右頸淋巴癌轉移，需接受化療及放射治療，但傳統放療容易導致嚴重口乾等副作用，讓他裹足不前。最近他接受了「銳速刀」放射治療，在精準的影像導引之下，治療誤差只有一毫米，醫師操作時，可以盡量避開脊髓、唾液腺等重要器官，減少術後口乾等副作用。
林口長庚醫院放射腫瘤科主任洪志宏指出，該院已收治了八名頭頸癌及及一名攝護腺癌病患，效果相當不錯。在影像導引技術的配合下，「銳速刀」可以精準地瞄準腫瘤，與傳統放療相較，只需十分之一的劑量，就能達到相同的效果，且大幅降低治療時間，平均治療一次只需兩分鐘。
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