英國《新科學家》雜志報道，在破壞性疾病出現(xiàn)前幾年，細胞內的DNA就可能發(fā)生微妙變化。借助于一種新型顯微技術，科學家進一步揭開細胞內部世界的蓋子。這種顯微技術被稱之為“分波光譜顯微技術”，可以充當一個早期預警系統(tǒng)，在癌癥或者阿爾茨海默氏癥（老年癡呆癥）發(fā)病前很久就診斷出這些疾病。
在疾病完全成型前，人體內的細胞就已經(jīng)發(fā)生微小變化，通過探測這些變化，我們便可以提前診斷疾病。以DNA和蛋白質構成的復合物染色質為例，在暴露于致癌物質或者紫外線環(huán)境之后，染色質會發(fā)生變化。除此之外，人體細胞還會發(fā)生其他一些微小變化。這些變化有時在腫瘤癥狀出現(xiàn)前幾年發(fā)生。然而，我們很難利用當前的醫(yī)療技術追蹤這些變化，因為它們涉及的結構寬度不到400納米，小于普通光學顯微鏡利用的可見光的波長。
美國伊利諾斯州埃文斯頓西北大學的瓦蒂姆·貝克曼表示：“如果面對的是兩個小于可見光波長的結構，你無法進行區(qū)分。形象地說，這兩個結構融合成一個更大的‘模糊點’。我們在這種復雜性面前無能為力，無法了解背后的意義。”
為了讓這個“模糊點”變得有意義，貝克曼放棄了標準顯微鏡，轉而采用分波光譜（PWS）顯微鏡。PWS顯微技術能夠揭示出光如何與細胞發(fā)生相互作用。穿過細胞過程中，光被細胞內不同密度的結構反射。反射光被用于重建細胞內的納米尺度細節(jié)。貝克曼表示：“這就好像關在黑盒子里的一只貓。你無需拍攝X光片，只要聽到貓叫聲就能判斷里面是一只貓。”在上月舉行的癌癥預防前沿研究會議上，貝克曼公布了他的研究成果。
在納米尺度下研究細胞的新技術很多，PWS只是其中之一。這項技術尤為善于探測染色質等復合物的密度變化。借助于PWS技術，貝克曼發(fā)現(xiàn)從肺癌、結腸癌、胰腺癌、卵巢癌和食道癌患者身上提取的表面看似健康的細胞內不尋常的染色質密度，這種現(xiàn)象并未在健康人群的細胞中發(fā)現(xiàn)。
由于經(jīng)常出現(xiàn)在正常細胞以及已經(jīng)或者將要變成癌細胞的細胞中，探測這些變化相對較為容易。研究過程中，貝克曼利用PWS顯微鏡分析135名煙民面頰拭子上的細胞樣本，確定哪些煙民患有肺癌，哪些煙民沒有患上這種癌癥。類似地，他發(fā)現(xiàn)直腸拭子能夠鑒別出結腸癌患者，子宮頸拭子則可用于診斷卵巢癌。紐約克拉克森大學的伊戈爾·索科洛夫表示：“這是一種非常富有創(chuàng)造性的診斷方式，具有很大的發(fā)展前景。任何納米尺度下的細胞結構信息都有助于診斷和進一步了解疾病。”索科洛夫利用另一種納米技術——原子力顯微鏡——確定健康細胞與宮頸癌細胞之間的差異。
PWS顯微鏡可用于對普通公眾進行篩查，尋找癌癥的早期跡象。研究過程中，貝克曼發(fā)現(xiàn)了初步證據(jù)，證明PWS顯微鏡可用于診斷炎癥性腸病綜合癥等自身免疫性疾病，同時也可用于研究導致阿爾茨海默氏癥的細胞內部發(fā)生的變化。
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