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科学美国人(翻译):肺癌筛查新技术是怎样的? 2020.05.03

Imagine getting screened for early-stage lung cancer simply by taking a deep breath from an inhaler, and then peeing into a cup.

想象一下,只需用吸入器深吸一口气,然后对着杯子呼气,就能筛查出是否患有早期肺癌。

Sangeeta Bhatia, a professor of health sciences and engineering at M.I.T., described how that might be possible in a TED talk she gave in 2016:

省理工学院健康科学与工程学教授桑吉塔·巴蒂亚在2016年的一次TED演讲中描述了这种可能性:

Bhatia: “What if you had a detector that was so small that it could circulate in your body, find the tumor all by itself, and send a signal to the outside world? It sounds a little like science fiction. But actually, nanotechnology allows us to do just that.”

巴蒂亚:“如果你一个非常小的探测器,它可以在你体内循环,自己找到肿瘤,并向外部世界发送信号,那会怎么样呢?”这听起来有点像科幻小说。但实际上,纳米技术让我们做到了。” Bhatia’s idea was to invent non-toxic nanoprobes that doctors could put inside your blood or lungs or gut to detect tiny tumors, when they’re easier to treat, before they grow big enough to spread throughout the body and damage vital organs.

巴蒂亚的想法是发明一种无毒的纳米探针,医生可以把它放入患者的血液、肺或肠道中,在容易治疗时,在肿瘤长到扩散全身并损害重要器官之前,进行探测。

Bhatia: “I dream that one day, instead of going into an expensive screening facility to get a colonoscopy, or a mammogram, or a pap smear,  that you could get a shot, wait an hour, and do a urine test on a paper strip.”

巴蒂亚:“我梦想有一天,不用去昂贵的筛查设施做结肠镜检查、乳房x光检查或巴氏涂片检查,而是打一针,等一个小时,然后在纸上做尿检。”

In 2017. Bhatia’s team reported a proof-of-concept experiment in Nature Biomedical Engineering that demonstrated nanoprobes like this working to detect early-stage ovarian cancer in mice.

2017年,巴蒂亚的团队在《自然生物医学工程》杂志上发表了一项概念验证实验,证明了纳米探针可以在小鼠体内检测出早期卵巢癌。

And now the group has refined this technology further to create a screening test for lung cancer that is more sensitive than the CT scans used today. The team of Harvard and M.I.T. researchers described their work in the April 1st issue of Science Translational Medicine.

现在,该组织进一步完善了这项技术,创造了一种比目前使用的CT扫描更灵敏的肺癌筛查试验。哈佛大学和麻省理工学院的研究人员在4月1日的《科学转化医学》杂志上描述了这项工作。

Lung cancer accounts for nearly a quarter of all cancer deaths in the U.S. each year, in large part because most cases of lung cancer are not caught until after the disease has already spread to other sites.

肺癌占美国每年所有癌症死亡人数的近四分之一,很大程度上是因为大多数肺癌病例是在已经扩散到其他地方之后才被发现。

Yet when lung cancer is caught and treated early, the majority of patients survive the disease for at least five years. But CT screening for lung cancer is not widely used around the world because it’s expensive and more than 90 percent of positive tests turn out to be benign growths, not cancer. So this kind of screening leads to a lot of unnecessary and invasive biopsies.

如果肺癌被发现并得到早期治疗,大多数患者至少能存活5年。但是,CT筛查肺癌并没有在世界范围内得到广泛应用,因为它成本高昂,而且90%以上的阳性检测结果是良性生长,不是癌症。所以这种筛查会导致很多不必要的、侵入性的活组织检查。

In Bhatia’s study, which was done on mice genetically engineered to develop lung tumors very similar to those seen in people, the nanoprobes were able to detect tumors about 50 times smaller than other screening methods. And it produced no false positives.

在巴蒂亚的研究中,通过基因工程使小鼠产生与人类非常相似的肺部肿瘤,纳米探针能够检测出比其他筛选方法小50倍左右的肿瘤。没有产生假阳性结果。

The nanoprobes are designed to release reporter molecules when they come near certain kinds of lung tumors. Once released, the reporters pass into the blood, get filtered out by the kidneys, and then exit the body in the urine.

纳米探针的设计目的是当它们接近某些类型的肺肿瘤时释放报告分子。一旦释放,报告分子进入血液,被肾脏过滤,然后通过尿液排出体外。

The group is now working to repackage the nanoprobes into a form that could be inhaled as a powder or through a nebulizer. If that succeeds, then the technology will have to proceed through several years of clinical trials before it could be used to screen people for lung cancer.

研究人员目前正致力于将纳米探针重新包装成一种可吸入粉末或雾化剂的形式。如果成功,那么这项技术需要经过数年的临床试验后可用于筛查肺癌患者。

Bhatia: “And I hope that what this mean is that is that one day we can detect tumors in patients sooner than 10 years after they’ve started growing…and that this would lead to earlier treatments and that we could save more lives than we can today with early detection.”

巴蒂亚:“我希望这意味着,有一天我们可以在肿瘤开始生长后不到10年的时间里检测出患者身上的肿瘤……早期治疗,这样我们可以挽救更多的生命。

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