本文转载自药明康德“康健新视野”微信公众号
乳腺癌是女性的一大健康杀手。外科手术中，医生往往尽可能多的保留健康组织切除癌症组织。然而，目前并没有准确的方法，在手术过程中告诉医生肿瘤组织是否已经成功切除，这使得许多患者需要进行第二次手术，因为肿瘤的一部分还在身体里，不需要太久的时间，它们就会卷土重来。
常规的癌症边缘确认的组织学检测需要经过多个步骤，组织处理、冷冻、切片、染色，然后再成像和分析，这需要太多的时间，对于正在手术的医生来说，实在是远水救不了近火。想要在手术过程中确认乳腺癌的癌组织是否完全去除，还是一个挑战。
最近发表在《Science Advances》上的一项研究带来了一个好消息，来自华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine）和加利福尼亚理工学院（California Institute of Technology）的研究人员报告说，他们已经开发出一种技术来扫描肿瘤样品，可以获得精确到足以用来确认肿瘤组织是否完全去除的图像。这种新技术利用了光声断层扫描技术（PA-PAT），它只需要很短的时间就可以获得精确的鉴定结果。这对于临床应用来说，具有很大的进步和帮助。
▲UV-PAM系统对手术切缘成像的原理。（图片来源：《Science Advances》）
PAT是一种迅速发展的成像模式，可以提供生物组织的立体成像，具有可量化的空间分辨率和成像深度。PAT可以归结为两种成像模式：PA显微镜（PAM）和PA计算机断层扫描（PACT）。在光学显微镜的PAM模式中，成像分辨率受到光衍射的限制，成像深度由弹道光子决定。与其他基于荧光或者散射的光学成像模式不同，PAT的原理是基于光吸收对比度，这对不同的靶标来说是具有特异性的。通过不同波长的光照射，不同的细胞和生物元件可以得到成像，例如细胞核、细胞色素、血液、黑色素和脂质，并且这些都不需要外部造影剂就可以成像。
研究人员采用的是UV-PAM系统。紫外光（UV）能够照亮细胞核，从而得到常规组织学中相同的对比度而不需标记物。在癌组织学中，细胞核的大小变化和堆积密度可以用于鉴定癌症细胞簇。因而，266nm的紫外光，被用于UV-PAM系统中的照明，其在细胞核中的DNA和RNA吸收比其他生物组分强了一个数量级。在该短波长条件下，UV-PAM系统可以实现高空间分辨率，能够显示个体细胞核的信息，不需要标记。
▲与传统组织学染色相比，研究人员能够更快的通过光声成像技术获得乳腺癌组织和正常组织的边缘检测图像。（图片来源：华盛顿大学）
通过UV-PAM可以清晰的获得对于肿瘤组织边缘癌细胞簇的检测成像，能够提供与组织学类似的对比度，允许外科医生在手术期间检测组织标本的边缘细胞簇，可以在短时间内获得结果，决定手术的进程，提高乳腺癌手术的成功率。
在未来，结合临床数据和计算机学习，如细胞核的尺寸和核间距等信息，可以用于机器对乳腺癌的诊断。计算机可以通过UV-PAM图像精确计算，有望用于细胞和组织学分级、计算肿瘤大小、淋巴结状态和临床发展阶段。乳腺癌的术中评估只是第一步，未来UV-PAM有望也用于其他癌症标本的检测。
参考资料：
[1] Optoacoustics May Allow Surgeons SeeTumor Margins for Accurate Excisions
[2] Fast label-free multilayeredhistology-like imaging of human breast cancer by photoacoustic microscopy
[3] New imaging technique aims to ensuresurgeons completely remove cancer
