淋巴系统曾被医学界忽视,其在人体健康中的关键作用正逐步被认知。它既是免疫防御的重要组成部分,参与清除病原体和癌细胞,也是维持组织液平衡、运输脂肪和脂溶性维生素的必要通道。但长期以来,受淋巴血管微小、半透明,以及淋巴液流速缓慢、压力低等特点影响,淋巴系统疾病的诊断和治疗始终面临较大挑战。传统诊断方法多具有侵入性、分辨率不足等问题,且难以实时、无创地评估淋巴功能,导致部分患者出现误诊、漏诊,疾病进展至晚期才被发现,对生活质量及生命安全造成影响。
在此背景下,美国政府启动“卫生高级研究计划局”(ARPA-H),并专门设立“淋巴成像、基因组学和表型技术”(LIGHT)项目。ARPA-H通过联邦资助,推动突破性医疗技术研发,促进实验室创新成果向临床实践转化,以应对美国及全球面临的健康挑战。LIGHT项目作为ARPA-H的重要组成部分,核心目标是实现淋巴系统的可视化,通过开发新型医疗成像技术、发现新的生物标志物及识别基因组变异,改变淋巴系统疾病的诊断与认知方式。该联邦资助计划与传统NIH资助模式存在差异,强调研究成果的快速市场化,要求受资助团队与项目经理保持密切沟通,并由ARPA-H代表提供指导,保障研究成果的商业化落地。
在美国淋巴系统研究进程中,Top大学发挥了重要作用,取得了一系列研究进展。加州大学欧文分校(UC Irvine)获得ARPA-H LIGHT项目首笔大额资助,金额为745万美元,用于“胸导管阻塞定量评估”项目研究。该校医学院Sabee Molloi教授和Cholsoon Jang助理教授团队,正研发一种非侵入性、更安全的淋巴液流动评估方法,以解决胸导管阻塞的诊断难题。该方法结合CT扫描技术监测淋巴流,并辅助血液生物标志物分析,为医生提供全面、精准的淋巴系统功能信息。Molloi教授表示,该技术可实现淋巴系统的有效评估,在不增加患者负担的前提下,为诊断和治疗决策提供支撑。
南佛罗里达大学(2026USNews美国大学排名:88)健康中心(USF Health)同样凭借创新项目获得ARPA-H LIGHT项目330万美元联邦资助。由Jerome Breslin博士领导的研究团队,是佛罗里达州第四个获得ARPA-H资助的项目团队,也是该州州立大学系统内first获得该类资助的团队。其研究聚焦于通过生物标志物发现、先进成像技术及预防预测,明确淋巴功能障碍在各类疾病中的作用。Breslin博士指出,淋巴功能障碍与癌症、肥胖、心力衰竭等多种慢性病存在关联,但当前诊断方法仍有不足,导致部分原发性淋巴疾病患者出现误诊。该项目计划通过基因组、基因表达、蛋白质组学分析及淋巴血管功能分析,构建数据库和计算机模拟模型,进而发现新的淋巴系统疾病生物标志物及潜在治疗靶点。
莱斯大学(Rice University)的SynthX中心获得ARPA-H LIGHT项目1800万美元资助,用于开发复杂淋巴异常(CLAs)和淋巴水肿等罕见淋巴疾病的诊断与治疗方案。由Han Xiao教授领衔的团队,将重点研发两项核心技术:基于光声成像技术的“淋巴系统追踪与分析可视化成像系统”(VISTA-LYMPH),以及用于蛋白质数字等离子体纳米气泡检测的“DIAMOND-P”技术。VISTA-LYMPH结合光与声的特性,可实现淋巴血管的高分辨率、深层、安全实时成像,解决传统方法在微观淋巴血管可视化方面的不足。DIAMOND-P技术通过蛋白质组学策略,发现新的循环生物标志物,与成像数据结合,可实现非侵入性精准诊断。莱斯大学教务长Amy Dittmar表示,该资助体现了学校通过跨学科合作,为紧急健康需求提供解决方案的努力。
这些Top研究机构获得ARPA-H LIGHT项目资助,反映出美国联邦政府对淋巴系统研究的重视,也预示着该领域将进入快速发展阶段。相较于传统诊断方法在实时性、非侵入性、分辨率方面的不足,ARPA-H资助下的各类新技术,包括UC Irvine的CT与生物标志物结合技术、USF Health的基因组学驱动生物标志物发现研究,以及Rice大学的光声成像与蛋白质组学联用技术,均展现出良好应用前景,有望改善淋巴系统疾病的早期诊断与精准治疗水平,为患者提供新的诊疗方向。
非侵入性淋巴成像技术的革新:多大学视角下的进步
上述各类项目为淋巴系统疾病诊断提供了新的思路与方法。过去,淋巴系统的可视化困难导致临床诊断效率较低,患者确诊过程繁琐,且存在误诊风险。随着非侵入性淋巴成像技术的发展,淋巴系统的可视化已逐步实现。
UC Irvine团队在Sabee Molloi教授和Cholsoon Jang助理教授带领下,研发结合CT扫描与血液生物标志物的技术,用于评估淋巴液流动及诊断胸导管阻塞。该技术实现了两种方法的深度融合与优势互补:传统CT可提供解剖结构信息,但在实时监测缓慢、低压的淋巴液动态方面存在局限;血液生物标志物可从分子层面反映淋巴系统的功能状态与损伤程度,辅助完善诊断信息。该诊断模式可避免传统淋巴管造影术的侵入性、潜在风险及辐射暴露等问题,同时提供更全面的生理功能信息,帮助医生明确淋巴系统病变的具体情况与潜在原因。
《npj Imaging》发表的一项研究显示,dCK-PET成像技术在肿瘤引流淋巴结(TDLN)免疫激活监测中具有应用潜力。该研究利用放射性示踪剂[18F]FAC(临床上为[18F]CFA),识别免疫检查点抑制剂治疗(CIT)过程中TDLN中免疫细胞的激活状态。dCK作为脱氧核苷酸补救途径中的关键酶,在增殖的免疫细胞中表达上调,通过监测dCK活性,可非侵入性评估TDLN的免疫激活状态,为癌症免疫治疗效果评估提供新的参考指标,可从TDLN的变化中捕捉免疫响应信号。
Rice大学Han Xiao教授团队研发的VISTA-LYMPH光声成像技术,结合光与声波的优势,实现了淋巴血管的高分辨率、深层成像。传统超声、MRI等成像方法在微小、深层组织淋巴血管的可视化方面存在局限,而VISTA-LYMPH可实时、安全地呈现淋巴管的精细结构与功能,对复杂淋巴异常(CLAs)、淋巴水肿等罕见病的诊断,以及淋巴系统在癌症转移、心血管疾病和神经退行性疾病中作用的评估,具有重要意义,可为临床决策提供可视化依据。
美国多所大学在成像技术创新方面呈现协同发展与良性竞争的格局。UC Irvine的CT与生物标志物结合技术,体现了多模态融合的诊断思路;《npj Imaging》报道的dCK-PET技术,展现了分子成像在功能评估中的独特价值;Rice大学的VISTA-LYMPH技术,实现了物理成像层面分辨率与成像深度的提升。这些研究并非孤立开展,而是共同构建了淋巴系统成像技术的创新体系,兼顾前沿技术探索与临床转化应用。不同机构在不同技术路线上的深耕,推动了整体技术的迭代升级。未来,随着各类技术的成熟与整合,淋巴系统疾病诊断将向更精准、高效、无创的方向发展,助力精准医疗落地。
淋巴系统疾病生物标志物的发现与精准医疗
生物标志物可反映人体内部生理状态,为健康评估、疾病风险预测及治疗方案指导提供量化依据,在淋巴系统疾病的精准医疗中具有重要作用。
USF Health团队在Jerome Breslin博士带领下,通过多组学(基因组学、mRNA表达和蛋白质组学)分析,构建全新的数据库和计算机模拟模型。该研究通过整合基因、基因表达及蛋白质层面的信息,挖掘淋巴功能障碍的关键生物标志物,明确淋巴系统病变的潜在机制,为淋巴系统疾病的精准诊断与个性化治疗提供基础。
莱斯大学的DIAMOND-P(Digital Plasmonic Nanobubble Detection for Protein)技术,在蛋白质生物标志物检测方面实现创新,可实现蛋白质的高精度数字化检测,以高灵敏度和特异性识别循环中的蛋白质生物标志物。部分淋巴系统疾病患者无明确遗传突变,且组织活检具有侵入性,非侵入性的血液蛋白质生物标志物检测具有重要应用价值,可帮助捕捉淋巴系统疾病的早期信号。
非侵入性生物标志物与先进成像技术的结合,可进一步提升诊疗效果。UC Irvine的CT-生物标志物融合技术、USF Health的多组学分析、Rice大学的VISTA-LYMPH光声成像与DIAMOND-P蛋白质检测技术的协同应用,可实现优势互补:成像技术提供解剖与功能的直观信息,生物标志物提供分子层面的特异性信息,两者结合可提高诊断的准确性与早期识别能力,甚至在症状出现前预警疾病风险。
生物标志物在治疗决策与个性化治疗方案选择中发挥核心作用。如UC Irvine的研究所示,成像技术与生物信号的结合,可为治疗方案制定提供更具针对性的信息。通过分析患者特有的生物标志物谱,医生可根据患者疾病表型及治疗反应差异,选择合适的治疗方案,包括保守观察、治疗方案调整或微创手术,提高治疗成功率,减少副作用。
此外,生物标志物可用于监测疾病进展与治疗效果,作为动态指标反映治疗干预的有效性、疾病控制情况及复发风险。定期监测特定生物标志物,可帮助医生及时发现问题并调整治疗策略,例如通过蛋白质标志物水平变化,判断淋巴系统炎症的发展趋势,进而调整用药剂量或治疗方案。这种动态监测模式可实现淋巴系统疾病的精细化管理,改善患者长期预后,推动精准医疗从概念走向实践。
胸导管阻塞的诊断与治疗挑战:临床进展与未来方向
胸导管阻塞是一类临床疑难淋巴系统疾病,其发病机制为淋巴液运输通道受阻,进而引发一系列健康问题,该疾病的诊断与治疗长期面临诸多困难。
UC Irvine获得ARPA-H资助的“胸导管阻塞定量评估”项目,针对胸导管阻塞的诊断痛点,研发非侵入性淋巴液流动评估方法,通过结合CT扫描与血液生物标志物,实现淋巴液流动的精准量化评估。传统淋巴管造影等诊断手段具有侵入性,且难以提供实时、全面的功能性信息,而该新技术可通过CT扫描可视化追踪淋巴液路径,结合血液中特异性生物标志物变化,从分子层面反映淋巴管通畅程度及淋巴液成分异常。《Respirology Case Reports》中报道的乳糜胸案例显示,患者因胸导管阻塞导致淋巴液反流,常规影像学检查未直接显示漏点,通过淋巴管造影才明确阻塞情况,后续CT检查发现肺实质内造影剂积累,才推断出淋巴液反流。此类非侵入性定量评估技术,有望更早、更精准地发现隐匿性病变,减少患者诊断过程中的痛苦与耗时。
胸导管阻塞的病因复杂,临床表现多样,增加了诊断与治疗的难度。除创伤、手术等常见病因外,肿瘤转移也可能引发该疾病。《Frontiers in Oncology》中关于卵巢癌并发乳糜胸的案例显示,肿瘤可通过淋巴系统广泛转移,压迫或阻塞胸导管,进而引发乳糜胸。此类病例中,单纯针对乳糜胸的保守治疗(如饮食调整、胸腔穿刺引流)效果有限,需同步治疗原发肿瘤。
目前,胸导管阻塞的治疗方法主要包括饮食调整(低脂饮食、中链甘油三酯补充)、介入治疗(胸导管栓塞或结扎)及手术干预,各类方法均存在一定局限。饮食调整需患者严格依从,且对严重阻塞效果不佳;介入治疗与手术虽可直接解决阻塞问题,但属于侵入性操作,存在一定风险与并发症,且不适用于所有患者。《Respirology Case Reports》中的乳糜胸患者,通过保守治疗(治疗性胸腔穿刺和低脂饮食)实现病情稳定,但并非所有病例均能达到此类效果。如卵巢癌并发乳糜胸的病例,若原发肿瘤控制不佳,乳糜胸易反复发作,甚至导致患者因疾病进展死亡。
ARPA-H资助UC Irvine等机构开展的创新研究,可填补当前胸导管阻塞诊断与治疗领域的空白,为患者提供更精准、低负担的诊疗方案。通过非侵入性定量评估,医生可更早、更准确地诊断胸导管阻塞,明确病因并动态监测治疗效果,为治疗方案选择(保守管理、精准介入或手术干预)提供科学依据,进而改善患者预后,减轻疾病带来的困扰。
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