一滴血，可以在20分鐘內檢測6種癌症？

癌症的發生總是「悄無聲息」，當真正被醫生確診時，也許患者早已病入膏肓。如果簡單驗個血就能解密癌症的「個性特點」，早日將癌症扼殺在萌芽之中，那該有多好！

日前，中科院國家納米中心研究員孫佳姝團隊構建了一套高「性價比」的癌症篩查方法：只需1微升血清（通常采血管采血量的1/5000），通過對其中細胞外囊泡的檢測，就可在20分鐘內對6種癌症進行早期篩查，同時也能較為準確地對癌症進行分類。

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論文截圖

近年來，研究發現血液及其他體液中含有癌症來源的物質，可以實現疾病的分子鑒定，有助於早期診斷、準確預測、個性化治療以及疾病監測，這些物質主要包括循環腫瘤細胞（CTCs）， 腫瘤細胞外囊泡（EVs）,循環腫瘤DNA等。

「它們特指從原發腫瘤細胞脫落進入外周血液循環的生物標誌物。」孫佳姝告訴《中國科學報》記者。

這種檢測方法被稱為腫瘤液體活檢技術。孫佳姝介紹，該技術不僅可以用於某些類型實體腫瘤的早期診斷，而且能夠監測腫瘤複發，評估療效，具有標本易獲得、創傷性小、非侵入性、可反覆採集等優勢。

作為液體活檢標誌物中的「後起之秀」，「腫瘤細胞外囊泡」是腫瘤細胞分泌到胞外環境的具有膜結構的囊泡，直徑在30-1000 nm之間。

「癌細胞與正常細胞所分泌的EV呈現出不同膜蛋白特徵，而這些特徵差異就可以用於癌症的篩查與診斷。」孫佳姝表示，相較於循環腫瘤細胞和循環腫瘤DNA來說，腫瘤細胞外囊泡有著很大的優勢，比如在血液中的含量豐富，其分析不需要採集大量血液。此外由於膜結構的保護，外泌體膜蛋白在長期冷存的血液中依然能夠被分離和檢測出來。

然而，理想很豐滿，現實很骨感。將EV分析檢測廣泛應用於臨床並不容易。過去的臨床應用中，操作者需要長時間的超速離心從血液中提取EV，不僅如此，還容易受到共沉澱的雜蛋白影響。而後續膜蛋白分析手段，如酶聯免疫吸附實驗、蛋白免疫印跡和質譜等，過程複雜繁瑣，成本高耗時長，且需要專業技術人員操作。

「如何在高背景血清或血漿樣本中分離提取尺寸較小的EVs，如何提高EVs檢測方法的靈敏度，是現有EVs腫瘤液體活檢技術面臨的重大挑戰。」孫佳姝說，現在迫切需要一種更加簡單、快速、廉價的EV分析檢測手段。

孫佳姝課題組經過近十年的技術積累，找到「妙招」，成功實現了從技術平台向癌症篩查的成功轉型。

研究人員首先利用熒游標記的核酸適體特異性識別EVs表面腫瘤相關膜蛋白，也就是在腫瘤細胞上打上「烙印」；接著，研究人員使用了「熱泳」技術，通過激光照射微流控晶元後，產生溫度梯度，誘導30-1000 nm的EVs快速匯聚至晶元中央，可富集1400倍，而遊離的核酸適體或蛋白仍保持分散狀態。EVs匯聚後，使用熒光顯微鏡讀取結合在EVs上的核酸適體信號，從而獲得EVs膜蛋白組學信息。

最後，研究人員取60份癌症患者與10份健康對照的血清樣本，對每份樣本進行7種抗原體多靶標檢測，用檢測結果訓練機器學習演算法，發現靈敏度與特異性都接近100%。

「利用極少量樣本實現早期癌症靈敏度高檢測（I期95%），並首次通過EVs進行癌症分類。」孫佳姝表示，不久的將來，這有望成為體檢或醫院常規的癌症篩查手段，醫生只需要取出某種體液（例如血液），並對其中的EVs進行分析即可，以對患者造成更小創傷的方式，對疾病做出診斷。

下一步，他們希望拓展當前平台，實現膜內蛋白與核酸的檢測，使之成為通用的EV檢測平台。

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