三维荧光标记组织电泳技术用于乳腺癌保乳手术中恶性组织轮廓的精准检测

针对乳腺癌保乳手术(BCS)中切缘评估耗时且准确性不足的临床难题，研究人员开发了基于三维组织电泳(3D histological electrophoresis)的创新平台。该技术通过IR-780标记的肿瘤特异性蛋白(AKT1/白蛋白)电泳分离，结合微孔阵列模具和MATLAB算法，实现了六方位切缘距离的快速测定，将分子诊断效率提升至术中决策水平，显著降低了二次手术率。

　　

乳腺癌作为女性最高发的侵袭性恶性肿瘤，其治疗方式经历了从根治性切除到保乳手术(BCS)的演变。尽管BCS能最大限度保留乳房外形，但术中切缘评估却成为困扰外科医生的"阿喀琉斯之踵"——传统冰冻病理检查既耗时(平均需30分钟以上)又易受主观判断影响，约25%患者因切缘阳性需二次手术。更棘手的是，最新临床证据表明仅满足"肿瘤未染墨"(no ink on tumor)的标准已不够安全，1mm以上的阴性切缘才能有效降低复发风险。

吉林大学第一医院生物样本库的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表的研究中，开创性地将电泳技术与分子影像相结合。他们设计的3D组织电泳平台包含三大核心技术：微孔阵列冷冻切片固定装置实现六方位空间定位；IR-780染料特异性标记乳腺癌高表达的AKT1激酶和白蛋白；基于MATLAB的蛋白信号梯度分析算法。研究团队通过36例临床样本验证，该系统可在20分钟内完成切缘距离测算，准确率达92.3%。

【主要技术方法】
研究采用手术切除的乳腺癌组织标本，通过微孔阵列模具固定三维组织块并进行定向切片。使用IR-780染料标记AKT1和白蛋白复合物，经电泳分离后采用ImageJ和AzureSpot进行凝胶成像分析。最后通过MATLAB开发的诊断算法，根据蛋白信号强度梯度自动绘制恶性组织轮廓。

【研究结果】
• 平台设计：开发的六方位检测系统可同步评估上下、左右、前后六个切缘，通过三维坐标系重建肿瘤空间位置。
• 分子标记策略：IR-780-AKT1/白蛋白复合物在癌组织中的富集度达正常组织的5.7倍，形成显著电泳条带差异。
• 临床验证：在浸润性导管癌样本中，系统检测1mm切缘的灵敏度为89.5%，特异性为93.2%，显著优于传统冰冻病理。

这项研究突破了术中快速分子诊断的技术瓶颈，其创新性体现在三个方面：首次实现切缘距离的立体量化评估；建立不依赖形态学的分子边界判定标准；将病理诊断流程压缩至手术等待时间窗内。正如通讯作者Dong Song指出，该技术有望将BCS的二次手术率降低60%，每年为医疗系统节省数百万成本。未来通过整合人工智能图像识别，或可进一步将分析时间缩短至10分钟以内，为精准肿瘤外科树立新标杆。