癌症需要稳定的营养供应才能生长。肿瘤通过发出信号来触发血管形成来提供食物,从而确保他们吃得饱,这种过程称为血管生成。在过去的几十年中,一种重要的策略是阻断血管生成并阻断肿瘤的血液供应。
尽管抗血管生成药物已显示出一定前景,但其有效性仍然有限。很难判断血管是否正在产生抗药性或药物是否已充分递送至目标。研究人员试图找到更好的方法来监测肿瘤和周围组织中血管的状况,尤其是如何测量对药物的反应。
现在,纪念斯隆·凯特琳(Sloan Kettering)研究人员的团队表明,一种基于激光的新技术可以生成清晰的肿瘤血管图像,并详细揭示抗血管治疗后肿瘤血管的变化。无创成像方法结合了光和声的分析来创建图片。研究人员报告在3月12日其结果自然生物医学工程。
由斯隆·凯特琳研究所的分子影像专家Jan Grimm和博士后研究员Katja Haedicke 领导的研究小组在使用新型抗血管药物的小鼠中测试了该技术。该技术提供了高分辨率的血管图像,以及在接受药物后血管随时间的变化。
格里姆博士说:“这是有人第一次使用这种方法来深入了解活体动物的肿瘤疗法。” “这可能是开发抗癌药物的非常有价值的研究工具,不仅是抗血管生成药物,而且还有其他抗癌药物。”
这是有人第一次使用这种方法来深入了解活体动物的肿瘤疗法。

一种新的成像方法使用激光和超声波来生成结肠癌肿瘤大血管(红色)和小血管(绿色)的清晰图片。该技术可能是一种有价值的研究工具,可以监控某些药物的功效。
直到最近,在肿瘤组织内获得相似的高分辨率实时图像的唯一方法是使用活体显微镜检查。这需要在皮肤下植入一个小窗口以靠近肿瘤,这可能会引起炎症。格里姆博士说:“无论何时做这样的侵入性治疗,都必须怀疑肿瘤是否表现出正常的行为。” “这是否使您真正了解生物过程?”
这种新方法称为光栅扫描光声镜(RSOM)。它涉及将超快的激光脉冲发送到组织中。作为响应,组织非常迅速地膨胀和收缩。该反应产生可以测量的超声波。检测超声波带宽使得可视化和区分不同大小的血管成为可能。
在这项研究中,研究人员使用的激光频率非常适合被血红蛋白(一种由红细胞制造的蛋白质)吸收。改变此频率可以使研究小组区分富氧血红蛋白和缺氧血红蛋白。这为治疗后肿瘤血管中发生的情况的分析提供了新的维度。它表明了血管和肿瘤的健康状况,并表明该疗法是否有效。
科学家通过检查癌症的小鼠模型对一种称为血管靶向光动力疗法(VTP)的新疗法的反应方式,证明了该技术的潜力。由以色列魏兹曼科学研究所的Avigdor Scherz开发的这种治疗方法已成功用于前列腺癌患者。MSK正在其他癌症的临床试验中对其进行进一步研究。
研究人员使用RSOM成像研究了VTP对皮肤下植入各种类型癌症的小鼠的影响。研究人员能够清楚地了解治疗后肿瘤血管发生了什么情况。他们能够预测开始治疗后几天内哪些肿瘤会产生反应。
出人意料的是,在治疗后更长的时间内对肿瘤进行监测表明,血管似乎对VTP的反应出乎意料。他们最初收缩,但随后短暂康复。格里姆博士说:“经过一小时的治疗,血管看起来非常糟糕,然后一天后,它们看起来恢复了完美的形状。” “然后他们死了,永远消失了。”
格里姆博士解释说,肉眼观察到这种短暂的复苏可以帮助改善治疗方法。首先,医生可以给患者提供针对血管的药物,作为第一反应。后来,他们可以在船只完全崩溃之前利用短暂的窗口。
他说:“上次用氧气冲洗血管时,您可以使用真正的核心药物-化学疗法和靶向疗法。” “因此,您打开大门,放下*弹炸**,然后里面的一切都崩溃了。”
格林博士说,RSOM成像还可用于了解肿瘤血管在放射后的反应。
格里姆博士说:“这种技术使我们能够以前所未有的规模看到事物。” “它不仅是研究癌症的抗血管生成疗法,而且是涉及血管的一系列生物过程的强大工具。”