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富士胶片成功研发用于自动病理诊断的划时代成像技术
——世界上首次成功实现非标记/无染色的癌组织自动可视化*1

2018-05-16

   富士胶片株式会社宣布成功研发SERS成像技术,该技术通过增强照向目标物的光所产生的散射光,并配以高灵敏度检测物质的表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy: SERS),实现了对组织代谢物的非标记/无染色的高精度大面积分析。
 
   另外,应用该技术,富士胶片的R&D总部前沿核心技术研究所和庆应义塾大学(客座教授末松诚(本职:国立研究开发法人兼日本医疗研究开发机构理事长)、医学部医学化学教室专职讲师加部泰明等成员)在共同研究*2中,于世界上首次成功地从SERS成像获取的代谢物信息中,自动可视化识别出小鼠活体切片中的癌组织分布*1。这项革命性成果不仅可以更准确地判断癌症进展状况,还可用于判断是否存在对抗癌药物的耐药性及恶性程度等癌症自动病理诊断。并且本研究成果在2018年4月19日(美国东部时间)于英国科学杂志Nature Communications的在线速报版块公开发表。
 
   目前,作为癌症等病变部组织的分析方法,通常采用由抗体进行标记或染色的细胞形态成像技术。但是,要通过细胞微小的形态异常对组织进行高精度分析,需要相当丰富的经验。于是,不通过标记/染色进行形态分析,而是通过利用SERS对病变部特有的代谢物等物质进行鉴定来分析组织的成像方式(SERS成像)受到广泛关注。
 
   SERS成像是一种充分利用拉曼散射现象的分析方法,这种现象是指当向基板上的目标物照射光时,依据物质的分子结构,具有特定波长的光会发生散射的现象。不仅如此,在基板上配置纳米大小的金属微粒子,能够增强目标物的拉曼散射,这样就可以高灵敏度地检测物质。但是,在基板上大面积均匀地配置金属微粒子,和从强化的拉曼散射光中仅提取所需信息并实现成像是比较困难的。
 
   富士胶片的前沿核心技术研究所在开发面向未来的新技术当中,充分发挥了制作摄影胶片培育出的粒子形成技术及纳米光子学等技术,开发了非标记/无染色,大面积,高精度地分析组织代谢物的SERS成像技术。
 
<本公司开发的SERS成像技术的特点>
   • 通过充分利用粒子形成技术及纳米光子学技术等的设计,使蚕豆形的金属微粒均匀地分散在基板上,能够以远超现有拉曼成像的灵敏度检测大面积的目标物。
   • 通过独立的成像算法,仅提取所需信息,从而实现了病变部等目标物的高精度成像。
   • 通过在基板中采用透明玻璃和软水铝石*3,可以从基板侧照射光。进行光照射及检测拉曼散射时不受目标物干扰,从而实现了高精度分析。
 
 
 
   另外,在和应用该技术的庆应义塾大学医学部医药化学教室进行的共同研究中,将模型小鼠的活体切片中的癌组织分布,和通过SERS成像技术检测到的各种代谢物的拉曼散射光进行了比对,确定了显示癌症特有分布的代谢物。同时,通过独有的图像处理,在世界上首次成功地使用SERS成像从获得的代谢物信息中实现了非标记/无染色的癌组织分布自动可视化。通过发展本技术,有望实现从代谢物信息中更准确地判断癌症的进展状况,而非依据微小的形态异常进行诊断。同时通过后续检查,还有望实现癌症的定性诊断,例如,判定是否存在对抗癌药的耐药性及癌症的恶性程度等。
 
 
 
   富士胶片不仅将SERS成像技术用于癌症诊断领域,还广泛用于生物成像领域,为医疗质量的进一步提高做出贡献。
 
   *1通过增强照向目标物的光所产生的散射光,并配以高灵敏度检测物质的表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy: SERS),从而实现非标记/无染色的代谢物信息自动可视化在全世界尚属首次。
   *2 本研究由下列机构实施:科学技术振兴机构(JST)战略创新研究推进事业(ERATO)末松气体生物学(2009~2014,研究主管 末松诚(时任))及国立研究开发法人日本医疗研究开发机构(AMED)革新性前沿研究开发支持事业(AMED-CREST)“基于疾患中代谢产物的解析及代谢控制的革新性医疗基础技术创造”研究开发区(研究开发主管:清水孝雄)的研究开发课题“利用代谢系统控制分子的系统性探索开发治疗策略及药物”(研究开发代表 加部泰明)。随着2015年4月日本医疗研究开发机构的落成,本研究开发区由国立研究开发法人科学技术振兴机构(JST)移交给医疗研究开发机构。(庆应义塾大学的末松诚客座教授未接受AMED-CREST的研究经费。)
   *3 氢氧化铝。
 
 

新闻背景:

富士胶片集团:由富士胶片株式会社、富士施乐株式会社、富山化学工业株式会社等三大事业公司组成,全球联结子公司达277家,员工7.8万余名,2016财年销售总额约合215.02亿美元,营业利润约合15.95亿美元。
 
富士胶片(中国)投资有限公司:富士胶片株式会社在华业务统括机构,2001年4月12日成立,总部位于上海,业务领域包括数码相机、影像产品、护肤品、印刷产品、医疗产品、光电产品、产业材料等,注册资金2.134亿美元。(截至2017年3月)