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东大“90后”科研团队突破“滴血验癌”难关

科普小知识2022-06-01 02:39:55
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常宁在实验室向记者展示了“癌症滴血试验”的全过程。沈然摄影

东大“90后”科研团队突破“癌症检测用滴血”难题:12项癌症检测结果应准备就绪

新华社南京10月25日电(记者沈然)出生于1995年的东南大学生物科学与医学工程学院博士常宁,虽然看上去很年轻,但却带领着一支10多人的科研团队“明健康”冲破了早期癌症检测的重重困难。他们的专利技术可以用一滴血筛查12种早期癌症,就像检查血常规、血压和血糖一样方便快捷。25日,记者采访了这个“90后”大学生研究团队。

"你见过蝴蝶的翅膀吗?"当常宁像小女孩一样和别人谈论这个话题时,她想说的其实是一个世界级的生物学原理,“蝴蝶翅膀的绚丽色彩来自‘结构色彩’,它通过周期性的结构材料(即光子晶体)有效地控制光的反射和透射,与色素色彩相比具有极高的稳定性。”

年轻的MxHealth团队都是90后。沈然摄影

“用于癌症检测的滴血”一直是医学研究的重点和难点。在刚刚结束的第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛中,东南大学的MxHealth团队的精确癌症早期检测系统使用光子晶体微球技术设计了一个自动检测器。通过一滴血,就可以完成12种癌症的早期筛查,赢得竞赛“银奖”,引起业界的关注。

MxHealth的技术负责人常宁告诉记者,传统的癌症检测通常只使用一个指标,而且是针对某一种癌症的标记。“MxHealth团队的自动检测器采用多指标联合检测,建立并分析各种肿瘤标志物的大数据关系,从而降低假阳性和假阴性的概率,大大提高检测的准确性。”

检测系统的核心,“光子晶体微球”已经成为最精确的“癌症标尺”。

据东南大学生物电子学国家重点实验室副主任、常宁博士导师赵介绍,该实验室实际上已经研究光子晶体微球多年。“检测的原理是使用不同排列的光子晶体来形成不同颜色的微球,连接相应的肿瘤抗体,并将它们嵌入芯片的网格上。当血液流出时,血液中的肿瘤标志物将被相应的抗体捕获。然后与荧光标记的二抗结合形成“三明治”结构,通过图像分析和数据处理获得癌症检测结果。”

在光子晶体微球自动检测仪的屏幕上,检测结果在整个过程中都是可视化的。沈然摄影

“在一个微小的芯片上有许多不同的‘三明治’来检测不同的肿瘤标志物,这也大大提高了早期癌症筛查的准确性。”据报道,该检测系统对单个校准血样的单指标检测误差在±2%以内。

临床实验表明,使用这套检测系统,消化系统和妇科肿瘤的检出率由原来的单指标检测的30%-80%提高到75%-90%。自动检测仪的准确度和重复性与国际标准科研精度ECLIA的检测结果一致。

据报道,目前,MxHealth团队已成功升级并制造出家用打印机大小的自动检测仪器,集血样处理、反应、洗涤、检测、图像处理、数据分析和屏幕显示功能于一体。只需要50微升的血液就可以一次完成12种常见癌症标记物的检测,包括肝癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌等。整个测试过程只需5-10分钟,花费不到100元。

常宁告诉记者,由于这种早期癌症检测仪器属于三类医疗器械,必须向中国食品药品监督管理局(CFDA)提交申请,才能进入市场进行推广。然而,据估计,官方市场进入需要近1000万元的资金支持和3年甚至更长的准备过程。

尽管如此,常宁仍然对他的团队充满信心。“我相信,随着早期癌症筛查技术越来越成熟,进行早期癌症检测将像检查血常规、血压和血糖一样方便快捷。”(结束)