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滴血验“癌王” 价格仅需0.01美元

河北省科学技术协会

科学家开发出一种简单的血液检测方法,能在胰腺癌扩散到身体其他部位之前进行检测,可用于常规筛查,提高该疾病的低存活率。“这是一个非常实用、真正可转化的解决方案。”瑞士苏黎世联邦理工学院的生物医学工程师Simone Schürle-Finke表示,它建立在该领域许多进展的基础之上。2月12日,相关研究成果发表于《科学-转化医学》。

可以检测血液中癌症迹象的纳米传感器(图源:Getty)

大多数胰腺癌始于分泌消化酶的导管,但这种癌症通常不会出现明显症状,直到它转移和扩散后才会被发现,因此很难治疗。2022年,全球约有46.7万人死于这种疾病。研究合著者、美国波特兰俄勒冈健康与科学大学的分子生物学家Jared Fischer表示,“我们亟需开发早期检测胰腺癌的新方法。”

Fischer和他的同事重点检测了一种称为蛋白酶的酶,这种酶能分解蛋白质,在肿瘤中非常活跃,即使在肿瘤早期阶段也是如此。他们特别研究了参与分解胶原蛋白和细胞外基质的基质金属蛋白酶的活性,该蛋白酶有助于肿瘤侵入身体。

为了检测血液中是否存在该蛋白酶,研究人员开发了含有磁性纳米颗粒的纳米传感器,该纳米颗粒附着在一个小肽上,该肽能吸引基质金属蛋白酶和一个荧光分子。然后,他们将数百万个纳米传感器放入微小的血液样本中。如果基质金属蛋白酶存在并活跃,它们会切断纳米传感器中的肽,释放荧光分子。研究人员随后用磁铁吸出所有未切断的纳米传感器,并测量剩余的切断荧光颗粒数量。血液中活跃的蛋白酶越多,样本就越亮。

研究人员在356名个体的冷冻血液样本里测试了纳米传感器,其中包括胰腺癌患者、非胰腺癌患者和健康对照组。纳米传感器识别健康个体的准确率为98%,识别胰腺癌患者的准确率为73%。它始终能区分癌症患者和其他胰腺疾病患者。

鉴于蛋白酶对人体的许多功能都很重要,Schürle-Finke并未预料到纳米传感器能在血液中识别出如此清晰的肿瘤信号。“我真的很惊讶看到这一点。”她说,73%的灵敏度还需要进一步提高才能被医生使用,但总体而言,这是一个“非常有前途、非常令人印象深刻的结果”。

研究人员表示,纳米传感器的成本很低,每次测试仅需约0.01美元,这意味着它可以在农村或资源匮乏的地区使用。在对更多血液样本进行纳米传感器测试后,Fischer希望启动临床试验。

研究合著者、波特兰俄勒冈健康与科学大学生物医学工程师Jose Montoya Mira表示,该团队还将该方法应用于其他形式的癌症,如胃肠道癌症,并取得了令人鼓舞的初步数据。