淋巴结是我们免疫系统煤矿里的金丝雀——在疾病的第一个迹象出现时就启动，然后把免疫细胞送到身体需要的地方去对抗感染和疾病。
对于每年全球近2000万被诊断为癌症的患者来说，淋巴结是癌症是否已经转移的宝贵早期指标——当癌细胞开始扩散到另一个器官时。尽早发现转移意味着病人可以接受必要的化疗和免疫治疗，这将极大地改善他们的预后。
南加州大学阿尔弗雷德·e·曼生物医学工程系的研究人员已经开发出一种新的纳米粒子，它可以“搭便车”在免疫细胞或单核细胞上。由于其微小的尺寸，这种颗粒可以直接进入淋巴结，并帮助转移在mri上显示出来，否则它很难被发现。这一结果可能会导致更先进的造影剂被注射到患者体内，以改善淋巴结的MRI癌症筛查。
这项工作已发表在ACS Nano上，由Karl Jacob Jr.博士和Karl Jacob III早期职业主席Eun Ji Chung和Chung实验室的博士生Noah Trac领导。
虽然淋巴结是癌症检测的重要因素，但通过活检进行筛查是痛苦和侵入性的，并可能导致不必要的副作用，如感染、淋巴水肿和血栓形成。MRI检测等成像工具是非侵入性的。尽管如此，在筛查淋巴结时，它们也有明显的缺点，
Chung说:“核磁共振会观察淋巴结的大小，但这与转移性没有很大的联系和相关性。”“即使你感冒了，你的淋巴结也会开始发炎。”
“目前MRI技术的主要问题不是它们不能检测到免疫细胞，”Trac说。“目前造影剂的一个主要问题是没有针对癌症的机制，所以大多数淋巴结都是平等的，不管是否有癌症。”
为了应对这一挑战，Chung、Trac和他们的合著者开发了一种纳米颗粒，该纳米颗粒靶向肿瘤细胞和免疫细胞单核细胞上存在的受体。单核细胞会进入淋巴结，并且在疾病条件下越来越普遍。
“这种纳米粒子背后的想法是尝试将钆造影剂直接输送到有癌症的淋巴结，这样它们在MRI上就会比健康的淋巴结更亮，”Trac说。
该诊断工具还将为医生提供强大的临床价值，不仅可以在最初的癌症诊断中发现首次转移，还可以让临床医生跟踪癌症复发情况。
“只是说原发肿瘤被切除了，但也许他们没有得到所有的肿瘤，或者癌症复发并且第二次转移。复发转移更难检测，对患者来说可能会导致更糟糕的结果。”
搭顺风车去点亮癌症
这种纳米颗粒通过靶向癌细胞表达的一种叫做C-C趋化因子受体2 (CCR2)的蛋白质起作用。这些颗粒“搭便车”到人体产生的免疫细胞单核细胞上，这些细胞单核细胞也表达同样的受体来应对癌症。然后单核细胞让颗粒免费进入淋巴结，在那里颗粒可以有效地突出转移癌细胞，并通过MRI更清晰地检测。
Chung说:“除了靶向元素外，这种机制起作用的原因还在于我们的颗粒大小也非常独特，它可以到达淋巴结。”“我们发现有一个大小截止点，我们的颗粒类型能够进入淋巴结，靶向已经到达那里的癌细胞，以及表达这种受体的单核细胞。”
这个过程为早期发现淋巴结中的癌症转移提供了改变游戏规则的好处。而以前，转移只能通过淋巴结大小的增加来评估;Chung实验室的新颗粒可能会导致MRI造影剂能够突出淋巴结中的转移细胞，否则这些细胞可能看起来正常。在使用小鼠模型的实验中，研究小组证明，这些颗粒将核磁共振成像检测到的信号增加了50%。
“这些颗粒放大了信号，我们可以看到，在淋巴结大小尚未改变的地方，转移是非常早期的。我们提供了这种好处，在临床上，你根本无法看到转移，”Chung说。
研究小组的下一步是使他们的工作更接近于MRI造影剂的临床应用。这项工作已经提交给美国国立卫生研究院的纳米粒子表征实验室，在那里，第三方将评估和验证这项工作，使其更接近于人体试验。
