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Jun 22, 2024

ラピッドシングル

Nature Biomedical Engineering (2023)この記事を引用する 8956 アクセス数 3 引用数 173 Altmetric Metrics 詳細 手術中、迅速かつ正確な組織病理学的診断は臨床にとって不可欠です。

Nature Biomedical Engineering (2023)この記事を引用

8956 アクセス

3 引用

173 オルトメトリック

メトリクスの詳細

手術中の迅速かつ正確な病理組織診断は臨床上の意思決定に不可欠です。 しかし、術中診察による病理診断という一般的な方法は、時間、労力、コストがかかり、訓練を受けた病理医の専門知識を必要とします。 今回我々は、組織から解離した単一化された浮遊細胞の物理的表現型を連続的に評価することにより、生検サンプルを30分以内に分析できることを示す。 この診断方法は、酵素を使用しない組織の機械的解離、100 ～ 1,000 細胞 s-1 の速度でのリアルタイム変形性サイトメトリー、および教師なし次元削減とロジスティック回帰によるデータ分析を組み合わせたものです。 単一細胞の明視野画像から抽出された物理的表現型パラメーターは、さまざまな組織の細胞部分集団を識別し、分子マーカーの測定値を強化したり、さらにはそれを置き換えたりしました。 我々はこの方法を使用して、結腸の炎症の程度を定量化し、マウスおよびヒトの結腸の生検サンプル中の健康な組織と腫瘍組織を正確に識別しました。 この迅速かつラベル不要のアプローチは、固形生検における病理学的変化の手術中の検出に役立つ可能性があります。

細胞のサイズ、形状、変形性などの細胞の物理的特性の変化は、一部の疾患の病理にとって極めて重要であり、診断マーカーまたは予後マーカーとして大きな可能性を秘めています1、2。 過去数十年にわたり、マイクロピペット吸引、原子間力顕微鏡、マイクロビーズレオメトリー、光トラップなど、細胞の機械的特性を調べるためのさまざまなツールが開発されてきました3,4。 この分野では、敗血症 5,6、マラリア 7、糖尿病 8、鎌状赤血球貧血 9、がん 10,11,12 などの細胞機械的表現型と疾患状態との強い相関関係を示唆する論文が指数関数的に増加しています。 残念なことに、これらの従来の技術には、セルのスループットが低く、操作には深い専門知識が必要であるため、診断ツールとしての使用が制限されています。 リアルタイム蛍光および変形性サイトメトリー (RT-FDC)13,14 は、これらの欠点を克服し、物理的特性の評価を可能にするいくつかの新しいマイクロ流体技術 10,15,16,17,18,19,20,21,22 の 1 つです。ラベルフリーかつハイスループットな方法で単一細胞を分離し、臨床診断への新たな道を開きます。 RT-FDC は高速であるだけでなく (1 秒あたり最大 1,000 個の細胞を分析)、細胞の変形性に加えて、細胞画像から直接得られる多次元情報も提供します。 RT-FDC の診断可能性は、白血病から 2019 年のコロナウイルス病を含む細菌およびウイルス感染症に至るまで、多くのヒトの病状で実証されています (参考文献 23、24、25、26、27)。 しかし、これまで、この技術の適用可能性は、培養細胞または血液または骨髄からのリキッドバイオプシーの分析に限定されていました。

固形組織生検は、悪性腫瘍を特徴付けるための最も一般的な方法であり、癌患者の術中および周術期管理において外科医を指導する上で基本的なものです。 固形組織生検の診断評価は通常、凍結生検切片の組織病理学的分析に依存する術中の病理診断を通じて行われます28。 術中診断の従来のワークフローには、多数の処理ステップ、染色試薬、および専門家による分析のための経験豊富な病理医による組織切片の顕微鏡検査が含まれます。 さらに、サンプルの準備には時間、リソース、労力がかかります。 誘導ラマン分光法 29,30、光コヒーレンス断層撮影法 31、蛍光顕微鏡法 32,33 など、代替ワークフローが提案されています 28。しかし、まだ実装されていません。 したがって、サンプルの準備と診断までの時間を短縮するアプローチの必要性が差し迫っています。