【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所生物技術研究部生物分離與界面分子機制研究組(1824組)卿光焱研究員團隊與大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院王琪教授、江南大學生命科學與健康工程學院陳敬華教授合作，在基于循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)的肝癌早期診斷方面取得新進展。合作團隊通過親和配體與靶標糖鏈高選擇性結合，以及利用細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，制備了新型細胞印跡水凝膠材料，實現(xiàn)了對外周血液中CTCs的精確捕獲及無損釋放，有望促進肝癌的早期診斷和單細胞多組學分析。
 

　　據(jù)統(tǒng)計，全球每年新診斷肝癌患者90.6萬人，死亡83萬人，其中，中國的病例分別占據(jù)45%和47%。肝癌生存率低的一個重要原因在于其篩查費用昂貴，以及肝臟痛感遲鈍等，多數(shù)患者在確診時已處于中晚期，錯過最佳的治療時期。血清標志物——甲胎蛋白(AFP)是現(xiàn)有的肝癌篩查、診斷、復發(fā)風險評估及治療療效觀察的臨床檢測手段。然而，AFP靈敏性較弱，AFP值低的患者中存在較多的陽性病例。
 

　　外周血液中的CTCs因攜帶腫瘤組織的遺傳和表觀信息，是液體活檢中公認的黃金標志物。CTCs的精準捕獲對癌癥的早期診斷、病情監(jiān)測、藥效評價和術后評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CTCs，檢測結果容易受到血液復雜環(huán)境的干擾，此外，CTCs在捕獲和處理過程中也容易受到損傷。因此，實現(xiàn)CTCs的精準捕獲和無損釋放極具挑戰(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題。陽性富集材料基于抗原–抗體的生物親和原理，針對CTCs表面靶標抗原，將它們的特異性結合抗體修飾到材料表面，實現(xiàn)對CTCs的特異性捕獲。然而，抗體強的結合能力使得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用。
 

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

　　此外，團隊用該水凝膠材料在100例人樣本中進行了捕獲CTCs測試，測試人群的外周血液AFP值均低于20ng·mL–1，即AFP低敏感區(qū)。結果表明，CTCs計數(shù)具有區(qū)分肝癌、肝硬化和健康人的能力，準確性達到90%。團隊進一步結合AFP、CTCs和自然殺傷細胞的結果，將測試的準確率提高到94%，敏感性達到90%，可滿足臨床檢驗的需求。同時，該水凝膠材料可以循環(huán)使用十次，每個樣品的捕獲成本僅50元，遠低于3500元的醫(yī)院價格。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，與下游的單細胞多組學分析銜接，助力推進肝癌的精準治療。本工作制備的新型細胞印跡水凝膠有望成為一種實現(xiàn)肝癌早期診斷的工具。
 

　　相關研究以“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。上述工作得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、我所創(chuàng)新基金等項目的資助。(文/圖 孫文靜)