【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所生物技術(shù)研究部生物分離與界面分子機(jī)制研究組(1824組)卿光焱研究員團(tuán)隊(duì)與大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院王琪教授、江南大學(xué)生命科學(xué)與健康工程學(xué)院陳敬華教授合作，在基于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)的肝癌早期診斷方面取得新進(jìn)展。合作團(tuán)隊(duì)通過(guò)親和配體與靶標(biāo)糖鏈高選擇性結(jié)合，以及利用細(xì)胞印跡聚合物精確的形狀與尺寸匹配度、良好的生物相容性，制備了新型細(xì)胞印跡水凝膠材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外周血液中CTCs的精確捕獲及無(wú)損釋放，有望促進(jìn)肝癌的早期診斷和單細(xì)胞多組學(xué)分析。
 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年新診斷肝癌患者90.6萬(wàn)人，死亡83萬(wàn)人，其中，中國(guó)的病例分別占據(jù)45%和47%。肝癌生存率低的一個(gè)重要原因在于其篩查費(fèi)用昂貴，以及肝臟痛感遲鈍等，多數(shù)患者在確診時(shí)已處于中晚期，錯(cuò)過(guò)最佳的治療時(shí)期。血清標(biāo)志物——甲胎蛋白(AFP)是現(xiàn)有的肝癌篩查、診斷、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及治療療效觀察的臨床檢測(cè)手段。然而，AFP靈敏性較弱，AFP值低的患者中存在較多的陽(yáng)性病例。
 

　　外周血液中的CTCs因攜帶腫瘤組織的遺傳和表觀信息，是液體活檢中公認(rèn)的黃金標(biāo)志物。CTCs的精準(zhǔn)捕獲對(duì)癌癥的早期診斷、病情監(jiān)測(cè)、藥效評(píng)價(jià)和術(shù)后評(píng)估等具有非常重要的臨床意義。然而，每毫升血液中僅有0至3個(gè)CTCs，檢測(cè)結(jié)果容易受到血液復(fù)雜環(huán)境的干擾，此外，CTCs在捕獲和處理過(guò)程中也容易受到損傷。因此，實(shí)現(xiàn)CTCs的精準(zhǔn)捕獲和無(wú)損釋放極具挑戰(zhàn)。
 

　　現(xiàn)有的CTCs捕獲材料分為陰性、物理及陽(yáng)性富集材料。陰性及物理富集材料存在CTCs純度、效率和特異性低等固有問(wèn)題。陽(yáng)性富集材料基于抗原–抗體的生物親和原理，針對(duì)CTCs表面靶標(biāo)抗原，將它們的特異性結(jié)合抗體修飾到材料表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)CTCs的特異性捕獲。然而，抗體強(qiáng)的結(jié)合能力使得CTCs難以釋放。此外，抗體成本高、穩(wěn)定性差也限制了其廣泛的應(yīng)用。
 

　　本工作中，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)CTCs表面的唾液酸化聚糖，開發(fā)了超強(qiáng)的親和配體His-His，并將其與基于PEGDMA的細(xì)胞印跡聚合物融合，制備出溶脹率低、壓縮性能好、可逆性好、血液和細(xì)胞相容性好、抗污能力強(qiáng)、細(xì)胞印跡清晰的PP-co-AHH+水凝膠。 評(píng)估10個(gè)CTCs時(shí)，該水凝膠的捕獲效率達(dá)到93%。更重要的是，捕獲的CTCs可以使用胰蛋白酶溶液釋放，細(xì)胞保持高的活性，這對(duì)于單細(xì)胞多組學(xué)分析至關(guān)重要。
 

　　此外，團(tuán)隊(duì)用該水凝膠材料在100例人樣本中進(jìn)行了捕獲CTCs測(cè)試，測(cè)試人群的外周血液AFP值均低于20ng·mL–1，即AFP低敏感區(qū)。結(jié)果表明，CTCs計(jì)數(shù)具有區(qū)分肝癌、肝硬化和健康人的能力，準(zhǔn)確性達(dá)到90%。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步結(jié)合AFP、CTCs和自然殺傷細(xì)胞的結(jié)果，將測(cè)試的準(zhǔn)確率提高到94%，敏感性達(dá)到90%，可滿足臨床檢驗(yàn)的需求。同時(shí)，該水凝膠材料可以循環(huán)使用十次，每個(gè)樣品的捕獲成本僅50元，遠(yuǎn)低于3500元的醫(yī)院價(jià)格。此外，還可以利用該水凝膠材料從患者的血液中獲得高純度、高活性CTCs，與下游的單細(xì)胞多組學(xué)分析銜接，助力推進(jìn)肝癌的精準(zhǔn)治療。本工作制備的新型細(xì)胞印跡水凝膠有望成為一種實(shí)現(xiàn)肝癌早期診斷的工具。
 

　　相關(guān)研究以“Precise Capture and Dynamic Release of Circulating Liver Cancer Cells with Dual-histidine-based Cell Imprinted Hydrogels”為題，于近日發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。該工作的第一作者是我所1824組聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生孫文靜。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、我所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的資助。(文/圖 孫文靜)