2020年12月8日 訊 /生物谷BIOON/ --大約25%的美國人都會患上脂肪肝，這種疾病會導致肝臟纖維化， 最終會導致肝功能衰竭；目前並沒有簡便的方法來診斷脂肪肝或肝纖維化，近日，一篇發表在國際雜誌Nature Biomedical Engineering上題為「A portable single-sided magnetic-resonance sensor for the grading of liver steatosis and fibrosis」的研究報告中，來自麻省理工學院等機構的科學家們通過研究基於核磁共振技術（NMR）開發出了一種新型診斷工具，其或能用來診斷上述兩種肝臟疾病。
研究者Michael Cima說道，由於這是一種非侵入性的檢測技術，我們甚至可以在患者出現明顯肝臟受損症狀之前對其進行有效篩查診斷，同時還能夠檢測出哪些患者患有肝纖維化；這種設備足夠小以至於其能夠放在桌子上，其能利用NMR技術來測定水分在組織中的擴散情況，以此來揭示患者機體組織中存在的脂肪量。這種迄今為止在小鼠機體中進行的檢測技術能夠幫助臨床醫生在患者進展為肝纖維化之前就準確捕捉其肝臟疾病。
圖片來源：2016.igem.org
當肝臟積累過多脂肪時就會誘發脂肪肝發生，這就會導致炎症及最終肝纖維化的出現，肝纖維化，即肝臟中疤痕組織的積累從而導致黃疸和肝硬化的發生，其最終會誘發患者出現肝臟衰竭；肝纖維化通常在患者出現多種症狀之前是不會被診斷出來的，這些症狀包括黃疸、疲憊和腹部腫脹等，通常臨床上需要對患者進行活檢來確診，但這種操作是一種侵入性的過程，如果活檢樣本取自沒有纖維化的肝臟組織，就會導致診斷變得不準確。
為了開發出一種簡單的方法來檢查這種肝臟疾病，研究者Cima及其同事改造了他們之前使用過的一種探測器，此前他們利用該設備來在患者進行透析前後測定其機體的水合作用水平，該探測器能通過利用NMR追蹤肌肉組織中水的氫原子的磁性變化來測定患者骨骼肌中的液體體積或含量。研究者認為，類似的探測器能用來識別出肝臟疾病，因為當水遇到脂肪組織或纖維化組織時，其擴散速度會變得很慢；因此，追蹤水是如何時間延續在組織中移動的，或許就能幫助揭示患者肝臟中脂肪或疤痕組織的存在及其水平。
研究者說道，如果觀察到了磁性的改變，我們就可以模擬質子的移動速度，那些磁化不會很快消失的情況或許就是擴散率很低的表現，也就意味著這些組織是處於纖維化狀態的。在對小鼠的研究中，研究者表示，該探測器能夠以86%的準確性來識別肝臟的纖維化，以92%的準確性來識別脂肪肝疾病，研究人員大約能在10分鐘獲得結果，目前他們正在深入研究來改善該探測器的信噪比，從而有效降到檢測所需的時長。
研究者指出，當前版本的傳感器能夠掃描到皮下大約6毫米的深度，這或許就足以監測小鼠的肝臟或人類的骨骼肌了，研究人員正在致力於設計一種新的版本來穿透組織下方更深的位置，從而以便能在人類患者中進行測試肝臟的應用。如果這類NMR傳感器能被用來在患者機體中使用，其或許就能識別出未來會發展為肝纖維化的患者，或者處於肝纖維化早期的患者，以便於這些患者能夠接受早期的治療；纖維化無法被逆轉，但可以通過飲食改變和鍛鍊來減緩或抑制，擁有這種類型的診斷技術或許也能幫助科學家們進行藥物的開發工作，因為其能讓臨床醫生更加簡便有效地識別出肝纖維化患者並監測其對潛在新型療法的反應。
最後研究者指出，這類新型傳感器/探測器的另一種潛在的用途是能幫助用來評估所移植的人類肝臟，這項研究中，研究人員還在人類肝臟組織中測試了這種傳感器，結果表明，其能以93%的準確率檢出患者的肝臟纖維化。（生物谷Bioon.com）
參考資料：
【1】Bashyam， A.， Frangieh， C.J.， Raigani， S. et al. A portable single-sided magnetic-resonance sensor for the grading of liver steatosis and fibrosis. Nat Biomed Eng (2020). doi：10.1038/s41551-020-00638-0
【2】Sensor can detect scarred or fatty liver tissue
by Anne Trafton， Massachusetts Institute of Technology