全周血循環腫瘤細胞檢測實現前列腺癌PSA灰區高靈敏診斷

　　列腺癌是男性常患的主要惡性腫瘤之一。前列腺特異性抗原(PSA)已被廣泛應用于前列腺癌的早期診斷，在一定程度上降低了前列腺癌患者的死亡幾率。對于50-60歲的男性患者，PSA檢測在PSA灰色區具有較低的敏感性和特異性。良性前列腺增生和前列腺炎常被誤診為前列腺癌，造成過度診斷和治療。在這種情況下，需要再次采用有損傷的穿刺活檢來確診。然而，這種入侵性穿刺活檢常常會導致疼痛、出血以及腫瘤擴散。因此，迫切需要開發一種高準確率、無創的方法來早期診斷前列腺癌，尤其是PSA灰區前列腺癌。

　　中國科學院理化技術研究所研究員王樹濤自2010年回國以來，長期致力于癌癥早期診斷相關研究。針對如何分離檢測血液中痕量循環腫瘤細胞難題，他帶領團隊圍繞界面細胞粘附問題進行了深入研究，提出了“拓撲匹配與分子識別協同”的細胞粘附界面的研究新思路，探討了界面微納結構、軟硬度、浸潤性等對細胞特異粘附的影響規律，構筑了系列高效特異細胞識別粘附界面。通過進一步將智能分子嫁接到多尺度表面上，利用其對外界刺激的響應性（如酶、熱、電、糖/pH、光等），實現了對細胞特異粘附和去粘附的無損調控，解決了傳統去粘附過程對細胞的損傷。利用二氧化鈦的自清潔特性，實現了對納米癌癥檢測芯片的無害化處理。自2015年以來，通過選擇石墨烯為材料，結合結構匹配、軟硬度匹配、浸潤性調控，獲得高的靶向細胞捕獲效率（大于92%）與極低的白細胞粘附，為后續規模化制備以及臨床應用指明了方向。

　　近日，王樹濤、孟靖昕團隊與北京大學第三醫院馬潞林、張樹棟團隊交叉合作，利用馬蘭戈尼效應以及混合抗體修飾，制備了循環腫瘤細胞檢測芯片，實現了高準確率、非入侵性的診斷PSA灰區的前列腺癌。通過與病人穿刺結果對照，將循環腫瘤細胞檢測與PSA血液檢測結果相結合，并用機械學習的方法進行數據分析，臨床病人診斷的敏感性從PSA檢測的58.3%提高到91.7%。該項研究提供了一種非入侵的選擇，可以實現對PSA灰區的前列腺癌病人的高準確率診斷。

　　相關成果發表在《先進材料》上。該研究得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金、中科院伙伴計劃、中科院青促會項目的大力支持。

　　CTC芯片用于高靈敏、非入侵診斷PSA灰區的前列腺癌的整體思路：根據作為金標準組織活檢的結果，PSA測試對于灰區病人展示出了低的敏感性(58.3%)。相比而言，結合CTC檢測結果與PSA的結果，并進一步用機械學習分析，發現診斷敏感性提升至91.7%，從而證明該研究方法是組織活檢的有益補充。