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美喷气推进实验室探索用太空技术治疗乳腺癌

  • 2017年04月21日 01:23 来源:科技日报
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  “卡西尼”号土星探测器艺术效果图。该探测器由NASA喷气推进实验室研发,科学家们正在尝试将一些太空探索技术应用于解决地球上令人望而生畏的医学难题。图片来源:NASA

  本报记者 刘 霞 综合外电

  今日视点

  数十年来,美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)可谓是航天探索领域的“急先锋”,他们派遣了多种探测器进入太阳系,为人类了解宇宙乃至自身立下汗马功劳。

  据《科学美国人》网站18日报道,目前JPL的科学家们正着力探索另外一个神秘的领域:人类的乳腺。他们希望,自己研制的太空探索技术能应用于乳腺癌分析检测,为人类再立新功。

  行星探测技术也能“接地气”

  JPL的首要目标是设计并制造机器探测器,用于在火星寻找水源,或钻入木星厚厚的云层之中进行探测。但最近几年,这里的顶级科学家意识到,他们强大的探索技术,或许也能更“接地气”地帮助解决地球上令人望而生畏的医学难题,如对付乳腺癌等。

  JPL资深科学家利昂·阿尔卡莱说:“JPL拥有很多‘可上九天观星’的技术,这些技术在医学和健康领域也大有用武之地。”阿尔卡莱曾参与过数项太空探索研究,现在是JPL战略规划办公室的负责人。

  首个医学突破来自乳腺癌

  资深乳腺癌诊疗医生苏珊·莱福目前正尝试理解乳腺导管内的微生物菌群。乳腺导管是位于皮肤下的管道,能将乳汁输送到乳头。由于几乎所有乳腺癌均肇始于导管内,因此,莱福一直希望为导管“画像”,弄清导管内是否隐藏着一些在诱发乳腺癌中起重要作用的病原体。

  但她在导管内发现了多于预期的微生物,研究遇到了困难。莱福解释称,用来清洁参与实验志愿者皮肤的防腐剂上沾满了死去的微生物,这些微生物不会给志愿者带来危险,但使分析变得很困难。莱福说:“很难弄清哪些是重要的细菌,哪些只是干扰和污染物。”

  机缘凑巧。专注于研究行星保护的科学家巴拉圭·瓦夏帕彦在加州大学伯克利分校读博士后期间,一直研究母亲如何同婴儿分享微生物菌群。尽管很多生物学家们一直假定乳房和导管是无菌环境,但瓦夏帕彦认为,情况可能并非如此。

  他说:“当我看到莱福的研究时,我觉得很有趣。乳房中有很多微生物,我们研制出了多种工具来分析微生物的浓度。这些工具极为灵敏,因为它们必须确保NASA的探测器尽可能少地携带地球上的细菌,以免污染遥远的天体,这些工具可以帮助莱福分析乳房导管中的微生物。”

  他们携手对23位健康女性和25位得过乳腺癌女性的乳房导管液进行了分析,并用高级测序技术来确定其中的微生物群。结果表明,乳腺导管液的确拥有与众不同的微生物菌群,而且这两种女性乳腺导管液内的微生物群落大相径庭。

  科学家们估计,这可能意味着,他们在健康女性身上发现的一种微生物,或许是保护妇女不患乳腺癌的“保护神”;但也有可能是辐射和化疗清除了乳腺癌患者体内的这种微生物。

  不管怎样,这种差异让莱福和加州大学洛杉矶分校的德尔菲娜·李打算进行深入的后续研究。梅奥诊所的微生物菌群研究人员尼克·奇亚也指出,越来越多的证据表明,微生物菌群的变化,的确在乳腺癌发育和扩散方面起重要作用,改变微生物菌群甚至有望成为一种新疗法。

  更多太空技术大显身手

  莱福所在的莱福基金一直尝试用常规3D医疗超声波来绘制正在哺乳的健康女性乳腺导管图像,但做到这一点很难。于是,又到了JPL“大显身手”的时候,因为JPL的行星科学家们的第二大任务,正是获得其他天体复杂地形的详细雷达图像。莱福决定,利用JPL的研究来修改乳腺导管系统图谱,她希望,新图谱能使手术专家更精确地进行乳腺癌手术。

  鉴于JPL科学家对医学领域的兴趣,阿尔卡莱创办了医疗工程学论坛,其主要宗旨是,汇聚愿意从事医学研究的科学家和工程师并为他们提供少量种子资金。

  这一机构目前仍处于发展初期,但JPL的科学家已开展了多项合作,包括同神经外科医生联手,研制更智能的材料用于脊柱手术,以及开发更好的成像技术等。阿尔卡莱表示,JPL拥有“为星系拍照的超精细探测器,这些探测器当然也可以为人脑绘图和用于癌症手术。”(科技日报北京4月20日电)

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