Lymph nodes are the canaries in the coal mine of our immune system—firing into gear at the first indication of illness, then sending immune cells where they're needed in the body to fight infection and disease.
淋巴结是我们免疫系统煤矿里的金丝雀——在出现疾病的第一个迹象时就启动，然后将免疫细胞送到体内需要的地方，以对抗感染和疾病
对于全世界每年近2000万被诊断为癌症的患者来说，当癌症细胞开始扩散到另一个器官时，淋巴结是他们的癌症是否转移的宝贵早期指标。尽早发现转移意味着患者可以接受必要的化疗和免疫治疗，这将大大改善他们的预后
南加州大学Alfred E.Mann生物医学工程系的研究人员开发了一种新的纳米颗粒，可以“搭上”免疫细胞或单核细胞。由于其微小的尺寸，该颗粒可以直接标记到淋巴结中，并帮助转移显示在核磁共振成像上，否则很难检测到。研究结果可能会产生更先进的造影剂，可以注射到患者体内，以改善MRI对癌症淋巴结的筛查
这项工作已发表在ACS Nano上，由Karl Jacob Jr.博士和Karl JacobIII Early-Career主席Eun Ji Chung以及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，但通过活组织检查对其进行筛查是痛苦和侵入性的，并可能导致感染、淋巴水肿和血栓形成等不必要的副作用。MRI检测等成像工具是非侵入性的。尽管如此，在筛查淋巴结方面，它们也有显著的缺点，
钟说：“核磁共振成像会观察淋巴结的大小，但这与淋巴结转移的事实没有很大的联系和相关性。”。Trac说：“即使你感冒了，你的淋巴结也会开始发炎。”。“目前造影剂的一个主要问题是，没有癌症靶向机制，因此无论是否患有癌症，大多数淋巴结都会被同等点亮。”
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，它靶向肿瘤细胞和免疫细胞单核细胞上的受体，这些细胞会传播到淋巴结，在疾病条件下越来越普遍
Trac说：“这种纳米颗粒背后的想法是尝试将钆造影剂直接输送到患有癌症的淋巴结，这样它们在MRI上显示得比健康的淋巴结更亮。”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
“只是说一个原发肿瘤已经被切除，但可能他们没有全部切除，或者癌症又回来了，第二次转移。复发性转移更难发现，可能会给患者带来更糟糕的结果，”Chung说
搭上点亮癌症的快车纳米颗粒通过靶向癌症细胞表达的蛋白质，即C–C趋化因子受体2（CCR2）发挥作用。颗粒“搭上”身体产生的免疫细胞单核细胞，单核细胞也表达相同的受体，以应对癌症。单核细胞然后让颗粒自由进入淋巴结，在那里颗粒可以有效地突出转移性癌症细胞，并通过MRI进行更清晰的检测。
“除了靶向元件外，这种机制之所以有效，是因为我们的颗粒大小也非常独特，它可以到达淋巴结，”钟说。“我们发现有一个尺寸边界，我们的颗粒类型能够进入淋巴结，并靶向已经到达那里的癌症细胞，以及表达这种受体的单核细胞。”
该过程为早期检测癌症淋巴结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；新的Chung Lab颗粒可以产生MRI造影剂，该造影剂可以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，这些颗粒使MRI检测到的信号增加了50%
“这些颗粒正在放大信号，我们可以看到，在淋巴结大小尚未改变的地方，转移很早。我们提供的这种好处是，在临床上，你根本看不到转移，”Chung说
研究团队的下一步是使他们的工作更接近MRI造影剂的临床应用。这项工作已提交给美国国立卫生研究院的纳米颗粒表征实验室，第三方将对这项工作进行评估和验证，使其更接近人体试验