施剑林：Fe-Au纳米粒子耦合体系用于循环肿瘤DNA的高灵敏度检测

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实现癌症的早期诊断并及时治疗是提高癌症治愈率最有效的策略。研究人员在癌症患者的外周血中检测到与肿瘤细胞一致的突变基因，即循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA）。ctDNA 是由肿瘤细胞释放到血液循环系统中的基因碎片，是癌症散落在血液中的“信息密码”。 ctDNA浓度的变化要远早于影像学等手段检测到肿瘤组织的变化。与传统的影像学诊断、内窥镜检查以及病理学诊断相比，对ctDNA的精准分析能实时监测病人体内肿瘤负荷的动态信息，可更加敏感地发现疾病的变化，更加科学、迅速的评价某一治疗方案的效果，优势显著。最为重要的是，对ctDNA的监测只需要抽取患者少量外周血，对患者没有副作用，可实现多次实时高频监测。ctDNA 检测是一种新型无创的“液体活检”方式，有望弥补现有临床诊断方法的不足，提供从肿瘤细胞水平到分子水平的分析平台，为个体化治疗提供参考。基于ctDNA检测的无创“液体活检”技术有望取代侵入性的“组织活检”用于肿瘤治疗进展的监测，该领域的基础研究具有非常重要的科学意义和临床价值。然而现有的基于聚合酶链式反应（PCR）和基因测序（NGS）的ctDNA检测技术预处理步骤繁琐，假阳性几率高, 特异性和灵敏度受限，现阶段无法作为常规的诊断方法应用于临床医学中。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所的施剑林教授团队基于当前ctDNA 检测面临的技术难点，提出一种基于两种功能性纳米粒子特异性耦合、结合磁性分离富集，实现循环肿瘤DNA 高灵敏度精准检测的新方法。通过两种纳米颗粒表面修饰的捕捉DNA与目标ctDNA互补配对，保证了识别的高度专一性；制备了高磁导率、快速磁响应的非晶铁@SiO2纳米颗粒对ctDNA进行高效磁性分离与富集，避免了繁琐的PCR扩增与基因测序过程，克服了ctDNA因低浓度无法检测的难题，实现了ctDNA的快速、特异、高灵敏度检测，有望推动基于ctDNA检测的液体活检技术在肿瘤诊疗中的应用。相关成果以题为“Fe-Au Nanoparticle-Coupling for Ultrasensitive Detections of Circulating Tumor DNA”发表在Adv. Mat.杂志上，论文的共同第一作者为胡萍、张盛箭。