技术使用目前的MRI技术有可能进行非侵入性疾病诊断

资料来源

多伦多大学

摘要

研究人员在一份新的报告中概述，新的核磁共振（NMR）技术利用现有的MRI技术有可能进行非侵入性疾病诊断。

多伦多大学斯卡伯勒研究人员开发的一项新技术能够首次获得存在于活体内的分子的高分辨率的分布。

“以我们开发的方式，这个分子窗口能够看到活体系统，并且提取完整的代谢特征，”Andre Simpson教授称，他利用核磁共振（NMR）技术领导研究并且开发新的技术。

“如果你希望知道组织样本是否是癌症，或者你想知道某些环境污染是否会损害身体内的细胞，那么了解哪个分子在组织样本中是非常重要的。”

迄今为止，传统的NMR技术无法提供活体高分辨率的图谱，因为样本本身具有磁变形。Simpson提出的类比是，这就好像是一个飞驰过体育场的直升机，试图与底下音乐会上的人进行聊天。由于噪音失真，声音很难进行传播，但是如果二者均使用对讲机，那么通信会变得更加容易。

Simpon及他的团队能够通过根据分子间称为长距离偶极子的相互作用创造出的微小通信渠道来克服磁失真问题。换句话说，在物体的快照提供之前，新的技术能够提供物体内分子的完整化学构成。

NMR技术能够产生强大的磁场，强大到原子核能够以不同的图案吸收并且再次吸收能量，从而揭示独特的分子特征。Simpson的研究集中在环境NMR中，但是他称新的技术具有强大的医学潜力，因为它能够被用于医学成像，类似于磁共振成像（MRI）。

“其对于疾病诊断可能具有影响，并且对更层次地了解生物过程的重要性具有影响，”Simpson称，并且补充说，该技术能够轻易编程，并且能够转化为在医院发现的现有现代MRI系统上工作。

他指向对于患病组织独一无二的称为癌症生物标志物的特定分子。新的方法可以检测这些特征，而不需要进行手术，并且仅通过MRI就能确定生长是否具有癌性或是良性的。

它还能够告诉我们大脑是如何工作的。目前的MRI方法能够告诉我们大脑的哪部位在回应害怕或幸福时会“亮起”，但是这仅仅表明大脑哪一部分负责。新的技术能够被用于查看这些位置，并且揭示实际导致该反应的化学物质。

“这可能标志着揭开大脑生物化学的重要一步，”Simpson说。

Simpson超过三年来一直与Bruker BioSpin的同事致力于完善这项技术，Bruker BioSpin是一家专注于开发NMR技术的科学仪器公司。该技术基于1995年发现的一些意想不到的科学概念，在当时许多研究人员称该概念是不可能的并且是疯狂的。

Simpson及其包括博士生Ioana Fugariu在内的团队开发的技术建立在这些早期发现的基础之上，并且发表于Angewandte Chemie杂志上。这项研究得到Mark Krembil of the Krembil基金会和加拿大自然科学工程研究理事会（NSERC）的支持。

Simpson称，研究的下一步是在人体样本中进行测试。他补充称，由于该技术能够公平检测所有代谢物，因此其有可能用于非目标发现，也就是说，发现你一开始没有想要寻找的病理或程序。

“由于你能够在样品中看到之前一直无法看到的代谢物，你现在能够确认有可能表明存在问题的分子了，”他说。

“然后，你可以确定你是否需要进一步测试或手术。因此该技术的潜力真的是令人兴奋。”