대장 종양에 적용되는 정밀 종양 치료를 위한 내시경 광학 영상(Elios-Color-on-Specimen)

스트라스부르의 영상 안내 수술 연구소(IHU)는 정밀 의학의 새로운 맥락에서 치료 결과를 개선하기 위해 덜 침습적이고 영상 안내되는 하이브리드 수술 기술을 개발하는 것을 목표로 하는 중개 연구 기관입니다.

이러한 확장 기술 중 하나는 수술 절차를 매우 정확하게 안내할 수 있는 형광 이미징입니다.

전적으로 형광 유도 수술 개발에 전념하는 IHU-SPECTRA 연구 부서가 IHU 스트라스부르에 설립되었습니다. 현재 다양한 분야의 과학자 네트워크와 프랑스 및 해외의 산업 및 학술 파트너로 대표되는 이 기관의 단기 목표는 주로 이미 개발된 기술을 현재 임상 실습에서 구현하고 평가하는 것입니다. 장기적으로는 ARC 암 연구 재단(ARC Foundation for Cancer Research)이 자금을 지원하는 대규모 프로젝트(ELIOS: Endoscopic Luminescent Imaging for Precision Oncology Surgery)의 일환으로 몇 가지 혁신을 테스트할 계획입니다.

제안된 연구 프로토콜은 ELIOS 프로젝트의 일부이며 특히 결장 종양을 대상으로 합니다.

종양학 수술의 성배는 종양 재발률을 줄이고 종양의 자유 생존율을 높이기 위해 암세포를 근본적으로 제거하는 것입니다. 절제연의 종양 침범은 높은 재발률로 이어지는 종양 재발의 가장 중요한 예측인자입니다.

그러나 수술 및 기타 최소 침습 절제술은 현재 1) 음성 마진을 보장하기 위해 건강한 조직을 광범위하게 제거해야 할 필요성(기능적 결손을 유발하고 합병증의 위험을 증가시킬 수 있음)과 2) 동결 절편 분석으로 인해 제한됩니다. 수술 마진을 확인합니다. 시간이 많이 걸리고 상당한 인적 자원이 필요합니다.

근적외선 범위에서 형광을 발하고 종양 세포 수준에서 명확하게 인식될 수 있는 종양 특이적 항체의 투여는 급진적 종양 제거에 대한 신속하고 정확한 평가를 제공할 수 있습니다. 정밀 수술의 맥락에서 종양 특이적 형광 탐침의 개발은 종양 잔류물과 전이성 림프절의 향상된 식별을 가능하게 하는 개념의 유망한 전임상 증거와 함께 최근 몇 년 동안 놀라운 발전을 이루었습니다. 최근 네이처(Nature)에 발표된 선구적인 논문에서 종양 특이 형광 유도 수술의 첫 번째 인체 사례가 보고되었습니다. 저자들은 육안으로는 전혀 보이지 않는 34개의 난소암 전이 복강 내 임플란트를 효과적으로 제거할 수 있었습니다. 이 인상적인 개념 증명은 수술 중 종양 특정 분자 형광 이미징의 잠재적 영향을 분명히 강조합니다.

암 세포를 시각화하기 위해 개발되고 있는 표적 탐침의 수가 증가하고 있어 조기 암 발견 및 정확한 종양 절제가 가능합니다. 특히 흥미로운 것은 현재 항암 치료에 사용되는 인간화 단일 클론 항체와 형광 염료(IRDye800CW)를 결합하는 전략입니다.

IHU-SPECTRA 유닛의 강력한 파트너인 UMCG(University Medical Center Groningen)는 IRDye800과 함께 Bevacizumab(Vascular Endothelial Growth Factor = VEGF를 표적으로 함)을 결합하는 형광 추적자를 개발했습니다.

Surgvision 회사(Groningue, Pays-Bas)와 함께 얻은 초기 인간 결과는 매우 유망하며 형광 물질과 관련된 부작용은 보고되지 않았습니다.

Bevacizumab-IRDye800CW는 정맥 관류 또는 국소 적용이 가능하며 국소 적용이 관류보다 더 효율적입니다.

동시에, 형광단을 사용하지 않아도 되는 대체 광학 기술이 테스트됩니다. HSI(Hyperspectral Imaging)라는 이 기술은 이미지 유도 및 정밀 수술에 사용되는 비교적 새로운 방법으로, 조직/종양의 인식/특성화 및 관류, 산소화 및 수분 함량. 따라서 성형 수술 이식, 혈관 수술, 만성 상처 및 화상 부상의 상처 이미징 및 관리에 주로 적용되었습니다.

독일 스타트업(Diaspective Vision GmbH, Pepelw, Germany)의 HSI 시스템을 인수했습니다. 이 회사는 조직에서 스펙트럼 정보를 얻을 수 있는 HSI 카메라인 TIVITA 시스템을 생산합니다. 최소 침습 수술에 적용될 때 유일한 한계는 TIVITA가 실시간 비디오가 아닌 사진을 제공한다는 것입니다.

형광 이미징에 비해 HSI의 주요 이점은 조영제가 없는 이미징이며 본질적으로 정량적이라는 것입니다. 이러한 특성으로 인해 HSI는 이미지 유도 수술에서 매우 유망한 도구가 되며, 조직 인식의 이미지 흐름 및 인공 지능(AI) 알고리즘의 소형화 및 최적화를 향한 연구 프로그램 측면에서 여러 기회의 창을 엽니다.

IHU에서 사용할 수 있는 또 다른 혁신적인 광학 이미징 기술은 FF-OCT(Light-CT 스캐너, LLTechSAS, 프랑스 파리)입니다. 이 기술은 조직 처리 없이 비파괴 및 고해상도 광학 생검을 가능하게 합니다. 이미지는 서로 다른 지표의 조직과 빛 사이의 상호 작용에 의해 생성된 후방 산란광을 측정하여 생성됩니다. 이 기술은 이미 종양학, 특히 난소, 뇌, 유방 및 췌장 조직에 대한 상당한 잠재력을 보여주었습니다. 검증되면 치료나 염색 없이 짧은 시간에 고해상도 이미지를 제공하기 때문에 향후 기존 병리학을 보완하거나 대체할 수 있을 것이다.

작동 가설은 분자 형광 증강 현실이 해부학 병리학에서 통상적으로 사용되는 면역 조직 화학과 비교하여 결장 직장암 환자의 종양 조직과 건강한 조직의 분화에서 더 큰 정밀도를 허용한다는 것입니다.

동시에, 이 기술은 종양 조직 검출에 잠재적으로 더 유리한 두 가지 방법인 초분광 이미징(HSI TIVITA 시스템) 및 광학 이미징(FF-OCT 시스템)과 비교될 것입니다.