世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布的全球新癌症数据显示，2020年乳腺癌新发病例数达226万人，成为“全球大癌”。其中，2020年中国女性乳腺癌新发病例数达42万，居于中国女性新发癌症病例数之首。

一系列数据引人深思，乳腺癌听着遥不可及，实际近在咫尺。

国家癌症中心的资料显示，中国乳腺癌发病率低于西方国家，增速却位于世界首位。尤其是北京、上海、广州等城市发病率，已接近欧美发达国家水平。“中国式”乳腺癌具有两大特点：发病年龄早（中国乳癌患者发病高峰年龄在45~55岁，比西方人早10岁。其中，年轻患者相对较多，35岁以下约占15%）和就诊病期晚（以北京为例，首诊1期患者比例只有32%，2期占52%，3期和4期分别为13%和2%。而西方国家1期患者比例超过50%，大多数患者都能早发现早治疗）。尽早发现乳腺癌的“踪迹”是治愈乳腺癌的关键所在。然而，乳腺癌早期阶段的准确诊断需要通过组织识别少量患病细胞，这是非常具有挑战性的。

在显微镜下观察生物组织的细胞时，它们颜色通常并不是很丰富。为了更好的判断细胞的状态，我们必须通过染色让其可视化，然后才可看到它们在组织中的形状和排列，确定它们是否健康。如果异常细胞和健康细胞具有相似的组织形态时，这种方法不再奏效，可能误导病理学家的判断，为患者带来潜在的致命后果。

数十年来，研究人员已经知道癌变细胞和光作用的方式和健康细胞不同，这是由多种因素造成的，例如细胞内蛋白质的分布及整体形状的差异。区分它们大的挑战在于这些差异可能非常微妙，并且以多种方式呈现。以前区分癌变细胞（不使用染色剂或靶标）倾向于使用专门的显微镜设备或复杂的技术。但是这些方法和现有的病理学工作流程不同，可能需要专业的培训和知识。

鉴于此，澳大利亚乐卓博大学的Brian Abbey教授团队及其合作者另辟蹊径，对显微镜载玻片进行了改进，开发出一种名为纳米载玻片（Nanoslide）的新型医学诊断工具，不仅可以在显微镜下看到细胞的结构，还可以通过观察细胞的内在颜色从而判断其状态。

图1：使用中的纳米载玻片

图源：澳大利亚乐卓博大学

研究人员不是致力于发展更好的显微镜，而是聚焦于改进显微镜的载玻片。

图2：纳米载玻片的分层设计

图源：澳大利亚乐卓博大学

借助位移塔尔博特（Talbot ）光刻技术，研究人员在显微镜载玻片的表面上添加一层等离子孔阵列的纳米涂层，从而将其转变为一个巨大的传感器，厚度仅有几百纳米，在整个载玻片区域内以极高精度重复。

可见光激活传感器后，当组织或单个细胞等物体与传感器表面接触时，就会产生颜色，将黑白图像变成彩色图像。病理学家通过观察彩色图像就可轻松筛选出可能发生癌变的细胞。

目前用于显示细胞形状和结构的染料通常以一种或两种颜色呈现。纳米载玻片以漂亮的全色对比呈现组织，让在一张图片上区分多种类型的细胞成为可能。

研究人员使用小鼠和患者组织对新型载玻片进行了测试。结果表明某些可见的特定颜色能指示癌变细胞的程度，可以对患者组织进行进一步的病理学评估，测试效果优于一些用于边缘诊断的商业生物标志物。

图3：应用纳米载玻片在显微镜下观察到的人类癌组织

图源：澳大利亚乐卓博大学

图4：应用纳米载玻片在显微镜下观察到的人类正常组织

图源：澳大利亚乐卓博大学

纳米载玻片不依赖于任何特殊功能或特殊分子相互作用，因此它有可能应用于其他类型的癌症，甚至其他类型的疾病。研究人员现在正通过纳米载玻片检查液体活检的结果，例如脸颊拭子，以进行即时的护理点分析。

在数字病理学领域中纳米载玻片将会大放异彩，它产生的鲜艳色彩有助于开发下一代人工智能算法来更准确的识别疾病迹象。

文章来源：中国光学