雖然科學(xué)家們早就知道癌細胞和健康細胞在外形上存在較大區別，但由于缺乏相應的理論和識別標準，目前的癌癥檢測仍以生化方法為主。據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)7月7日報道，美國克拉克森大學(xué)的研究人員發(fā)現，與健康細胞相比，癌細胞在外觀(guān)上具有更為顯著(zhù)的分形特征。初步實(shí)驗顯示，以此為依據的檢測均獲得了極高的準確度。新法有望使傳統非侵入式癌癥檢測方法的精度獲得大幅提升。相關(guān)論文發(fā)表在《物理評論快報》上。

    分形是與傳統幾何學(xué)相對的一個(gè)概念，可以將其理解為一種粗糙和零碎的幾何形狀。它由大量不規則曲線(xiàn)構成，但在任意小的尺度上都有著(zhù)精細的結構，如果將其分為不同的部分，不論大小，每一部分的形狀都和整體一樣，這樣的圖形也被稱(chēng)為“自相似”圖形。以雪花為例，在顯微鏡下，無(wú)論是1毫米、1/10毫米還是1/1000毫米的尺度，雪花邊緣上的圖案和形狀幾乎是相同的。往大里講，無(wú)論是天空中星系團的位置，還是地面蜿蜒的河流，或是樹(shù)上的一片葉子，都存在著(zhù)分形特征。而對人體而言，以一段較長(cháng)的時(shí)間來(lái)看，呼吸和心跳的節奏也具有分形特征。

    正是因為注意到了這一點(diǎn)，美國克拉克森大學(xué)的研究人員提出了通過(guò)分形幾何學(xué)識別癌細胞的設想。負責該項研究的伊戈爾·索科洛夫和同事利用原子力顯微鏡，在1納米（100萬(wàn)分之一毫米）的精度上對取自人類(lèi)子宮頸的健康細胞和癌細胞的外形進(jìn)行了對比。不同于以往只獲得細胞的二維結構圖像，新研究采用全新的方法對細胞的三維圖像進(jìn)行研究。測量結果顯示，癌細胞在外形上具有顯著(zhù)的分形特征，而健康細胞卻并不明顯。

    索科洛夫說(shuō)，目前在宮頸癌檢測上，如巴氏涂片、液基細胞學(xué)檢測等方法都是有效和非侵入性的，但準確性較差，尤其是較早的巴氏涂片法，經(jīng)常得出一些模棱兩可的結論。而使用新的圖像檢測方法，對來(lái)自12位患者的300個(gè)細胞樣本進(jìn)行檢查的結果表明，其準確度接近100%。據此他斷言，基于物理的方法，將達到甚至超過(guò)傳統生化檢測方法在單細胞水平上的檢測能力。下一步，索科洛夫的研究小組計劃擴大測試規模，以對該技術(shù)作進(jìn)一步的驗證。此外，他們還計劃對健康細胞在癌變過(guò)程中的分形特征展開(kāi)研究。

    普林斯頓大學(xué)生物物理學(xué)專(zhuān)家羅伯特·奧斯汀說(shuō)，或許類(lèi)似的研究正是將癌細胞的物理學(xué)特質(zhì)與生化特征聯(lián)系起來(lái)的第一步，隨著(zhù)研究的深入，它將加速科學(xué)家對癌細胞了解，最終幫助人們在擊敗癌癥上獲得更大的主動(dòng)權。