基于小细胞外囊泡的一步式高通量微流控平台:上皮性卵巢癌早期诊断的新希望

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  为解决卵巢癌(OC)早期诊断难题,如现有方法的侵入性、高样本需求和高假阳性率等问题,研究人员开展了上皮性卵巢癌(EOC)检测的相关研究。他们开发出 “一步式” 高通量微流控平台,能有效检测 EOC 生物标志物,降低假阳性率和样本量,有助于 OC 早期检测。

  卵巢癌,这个隐匿在女性身体里的 “杀手”,一直以来都严重威胁着女性的健康。卵巢癌早期症状不明显,多数患者确诊时已处于晚期,5 年生存率急剧下降。目前常用的检测方法,像经阴道超声检查(TVS)和 CA125 检测,存在诸多弊端。TVS 属于侵入性检查,会给患者带来不适;而 CA125 检测的假阳性率较高,容易导致过度治疗。所以,开发一种更精准、便捷且创伤小的早期检测方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题,北京大学第三医院的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上。研究人员致力于开发一种新型的检测平台,期望能更有效地检测卵巢癌的生物标志物,实现早期诊断,降低患者死亡率。

研究人员运用了多种关键技术方法。在样本采集方面,他们前瞻性地招募了 200 名 EOC 患者和 136 名健康对照者,采集血液样本获取小细胞外囊泡(sEVs)。实验中采用了软光刻技术制作微流控芯片,还运用蛋白质组学分析技术筛选生物标志物,构建诊断模型评估检测性能。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 开发 “一步式” 微流控平台:研究人员构建了集 sEV 捕获、原位裂解和生物标志物检测于一体的微流控平台。实验表明,该平台对 sEV 的捕获效率高,在血清样本中孵育 60 分钟即可达到较好的捕获效果,原位裂解 sEV 的效率也很高,30 分钟就能完成裂解,而且生物标志物检测的精度高、样本需求量少。
  2. 筛选候选生物标志物:通过对 EOC 患者血清和细胞系来源的 sEVs 进行蛋白质组分析,研究人员发现了 1818 个差异表达蛋白(DEPs)。经过筛选,确定了 72 个潜在的 EOC 生物标志物,最终选择 12 个进行深入分析。
  3. 定制 EOC 生物标志物检测微阵列芯片:研究人员将 12 种生物标志物捕获抗体微印在芯片上,制成微阵列芯片。该芯片能同时检测多种生物标志物,且荧光强度与抗原浓度呈线性相关,检测精度较高。
  4. 构建集成微流控平台并评估性能:基于上述芯片,研究人员开发了集成微流控平台。使用该平台检测 125 名 EOC 患者和 84 名健康对照者的血清样本后,排除 3 个低表达的生物标志物,确定了 9 个候选生物标志物。
  5. 开发并验证 EOC 诊断模型:研究人员基于 9 个生物标志物构建了 EOC 诊断模型(P9)。在训练集中,该模型的灵敏度为 94.4%(95% CI,88.9 - 97.3%),特异性为 98.8%(95% CI,93.6 - 99.8%);在验证集中,特异性达到 100.0%(95% CI,91.6 - 100.0%),灵敏度为 93.7%(95% CI,84.8 - 97.5%)。结合 CA125 值的 CAP9 模型,特异性在训练集和验证集中均达到 100.0%。

在研究结论和讨论部分,研究人员开发的 “一步式” 高通量 sEV - 基于微流控平台,在 EOC 检测方面展现出巨大潜力。它不仅降低了样本量需求和成本,还提高了检测的准确性,减少了假阳性结果。不过,研究也存在一定的局限性,比如部分蛋白质表达水平较低的原因还需进一步探究,而且研究样本量有限,未来需要更大规模的队列研究来进一步评估相关模型。但总体而言,这项研究为 EOC 的早期检测提供了新的方向和有力工具,有望在临床应用中发挥重要作用,为广大女性的健康保驾护航。
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