由蒙特利尔大学提供
编辑：Lisa Lock，审校：Robert Egan
[图片说明：SMEAR-ULM原理。来源：《自然·传感器》(2026)。DOI: 10.1038/s44460-026-00078-4]
在皮肤科领域，如何在黑色素瘤变得肉眼可见之前检测到它一直是一项重大挑战。现在，来自蒙特利尔大学的研究人员与魁北克大学国家科学研究院(INRS)的科学家们共同开发出了一种颇具前景的解决方案。
这种名为SMEAR-ULM的高科技系统，通过测量皮肤表面的微小温度变化，能够在皮肤癌最早期阶段就对其进行检测。由INRS教授Jinyang Liang领导的研究团队已在《自然·传感器》杂志上发表了他们的研究成果。
这项工作是在多个研究团队的紧密合作下完成的，其中包括由INRS教授Fiorenzo Vetrone领导的团队，以及蒙特利尔大学药理学教授David Brambilla和医学教授Sylvain Meloche的团队。科学家们表示，这项工作的潜在影响十分重大。
发病率持续上升
黑色素瘤在加拿大的发病率持续上升，早期诊断对于提高患者生存率至关重要。目前的诊断方法主要依靠肉眼检查后进行活检——这些程序具有侵入性，有时甚至是不必要的。
通过实现对可疑皮肤病变的快速、直接和非侵入性评估，这项技术可以减少不必要的活检，提高早期诊断的准确性，并支持临床决策。
"我们的目标是提供一种微创工具，用于检测那些非常微小但仍然具有侵袭性的黑色素瘤，"作为研究资深作者的Liang教授表示，他专门研究INRS的超快成像和生物光子学。"由于它们体积微小，(这些黑色素瘤)通常被排除在临床肉眼检查之外，使威胁处于未被监测状态。我们希望检测到它们，以便能够尽快进行干预。"
"尽管这项研究是在小鼠身上进行的，但这种动物模型复制了人类黑色素瘤中观察到的基因变化，因此可能对患者有潜在益处，"蒙特利尔大学免疫学和癌症研究所的研究员、该研究的共同主要作者Meloche补充道。
该方法还重新定义了温度在癌症检测中的作用。虽然已知肿瘤由于其较高的代谢活性会产生更多热量，但这一信号传统上过于不精确，无法用作诊断标志物。SMEAR-ULM通过将细微的热变化转化为高度敏感且可测量的信号，改变了这一现状。
[图片说明：安装在机械臂和可移动实用推车上的SMEAR-ULM系统，用于自主精确定位。来源：INRS]
临时"纹身"
该系统的核心是一种无痛微针贴片，它能将特殊纳米颗粒沉积在皮肤下方。这些纳米颗粒形成一个临时的"智能纹身"，其行为类似于一组微型温度计。
当用近红外光照射时，这些纳米颗粒会发射可见光。关键的是，这种光发射的寿命——即持续时间——直接取决于局部温度。由于癌细胞比健康细胞消耗更多的氧气和营养物质，它们会产生额外的热量，这可以通过这种光学信号来检测。
利用超快成像系统，SMEAR-ULM通过一次高速快照捕获所有这些信息，生成具有亚毫米空间分辨率和亚度温度灵敏度的详细热图。
"我们在单次拍摄中捕获了生成瞬时温度图所需的全部信息，这使得该方法快速且稳健，能够持续监测小黑色素瘤中的异常热响应——即使在复杂的体内条件下，"该研究的第一作者、INRS研究生Yingming Lai表示。
仅四天大的黑色素瘤也能检测
通过这种方法，研究人员成功检测到了仅四天大的微黑色素瘤——在这个阶段，它们通常太小而无法通过传统成像技术识别。
相比之下，传统的热成像方法依赖于红外技术，而这些技术受到有限空间分辨率和高噪声水平的限制。因此，它们通常只能检测到大于5毫米的肿瘤——这些病变已经肉眼可见。
此外，现有的基于微针的传感方法需要重复测量，限制了其在活体中的应用。
SMEAR-ULM技术通过将微针编码、稀土掺杂纳米颗粒和超快光学成像结合到一个系统中，克服了这些限制，该系统能够在体内实现实时单次热成像。
研究人员表示，这一突破有效地将皮肤温度从次要指标转变为早期黑色素瘤的精确诊断生物标志物。
除了皮肤癌检测外，他们的平台还可以适应映射其他生理参数——如pH值或离子浓度——为生物医学成像和诊断开辟了新的可能性。
出版详情
Yingming Lai等人，《用于体内实时热皮肤镜检查的单次微针编码上转换寿命映射》，《自然·传感器》(2026)。DOI: 10.1038/s44460-026-00078-4
期刊信息：《自然·传感器》
关键医学概念
黑色素瘤
临床类别
皮肤科、肿瘤学
由蒙特利尔大学提供
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