獲獎項目簡介
2022年CAIA獎一等獎：響應(yīng)性熒光探針的構(gòu)筑及癌癥早篩早診研究
完成單位：鄭州大學(xué)
完成人：李朝輝、屈凌波、孟紅敏、宋榮斌、蔡齊勇、孫遠強、楊冉、葛佳
成果簡介：項目成果以響應(yīng)性熒光探針的設(shè)計構(gòu)筑及其在癌癥早篩早診中的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究為主線，借助熒光納米材料、熒光標記DNA和有機熒光小分子優(yōu)異的光學(xué)性能，結(jié)合它們對生物分子及pH、極性、黏度等因子特殊的熒光響應(yīng)性，構(gòu)筑了系列響應(yīng)性熒光探針，發(fā)展了從體液到細胞層面的癌癥早期識別新方法、新技術(shù)，實現(xiàn)了多種癌癥標志物的高靈敏、高精準檢測，以及線粒體、核仁、溶酶體等細胞器微環(huán)境異質(zhì)性的時空分辨測量。在此基礎(chǔ)上，基于單分子陣列式數(shù)字發(fā)光技術(shù)創(chuàng)制了新儀器、新設(shè)備，打造了“政產(chǎn)學(xué)研用”一體化平臺，開發(fā)了一批高靈敏、高精準的癌癥早篩早診試劑盒。項目成果有助于精準感知癌癥的發(fā)生發(fā)展，圍繞相關(guān)工作發(fā)表論文28篇，授權(quán)專利10項，并獲得醫(yī)療器械檢驗部門的檢驗檢測報告7份。
創(chuàng)新點及科學(xué)價值：
1）通過響應(yīng)性熒光納米探針的構(gòu)筑，發(fā)展了多種體液層級癌癥標志物的高靈敏檢測方法，并創(chuàng)制數(shù)字式單分子陣列分析儀，搭建了“政產(chǎn)學(xué)研用”一體化平臺，開發(fā)了一系列高品質(zhì)的癌癥早篩試劑盒，為癌癥早篩早診開辟了新通道。
2）面對癌細胞復(fù)雜的多維環(huán)境，設(shè)計了響應(yīng)和信號放大單元，開發(fā)了高攝入率和高穩(wěn)定度DNA納米熒光探針，建立了胞內(nèi)核酸標志物的成像分析方法，并將錨點深入到細胞器微環(huán)境，通過靶向型熒光探針的設(shè)計和開發(fā)，發(fā)展了細胞器微環(huán)境介導(dǎo)的癌細胞時空分辨測量技術(shù)，有望更早地監(jiān)測癌癥以及開展療效評估研究。
社會經(jīng)濟效益：癌癥是威脅人類健康的重要疾病，發(fā)病率逐年增高，發(fā)病年齡日趨年輕化。臨床診斷手段缺失、癌癥發(fā)病及轉(zhuǎn)移機制不明確等因素嚴重阻礙了臨床對癌癥的預(yù)防和早期預(yù)警。針對癌癥早篩早診的重大迫切需求，項目開發(fā)了系列液體活檢試劑盒，實現(xiàn)了癌癥的快速、簡便、高效、精準早期篩查；發(fā)現(xiàn)了癌癥發(fā)生發(fā)展過程中的關(guān)鍵生物標志物，為新藥研發(fā)提供了新型候選靶點。此外，借助細胞器靶向性熒光探針的開發(fā)，發(fā)展了針對癌癥細胞器微環(huán)境異質(zhì)性介導(dǎo)的時空分辨測量新體系。以上成果可推動納米生物檢測領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的進步，具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
應(yīng)用前景：根據(jù)燃石醫(yī)學(xué)招股說明書，國內(nèi)癌癥早篩市場規(guī)模將從2019年的184億美元增長至2030年的289億美元。然而，傳統(tǒng)早篩手段有諸多局限，甚至無法覆蓋一些常見癌種，依存性較低。我們所開發(fā)的基于數(shù)字式單分子陣列分析技術(shù)的早篩試劑盒能夠突破以上局限。為了驗證試劑盒的應(yīng)用效果，我們分別對多家合作醫(yī)院提供的近2000例臨床樣本進行了分析，并與傳統(tǒng)ELISA法對比，產(chǎn)品的性能得到了河南省醫(yī)療器械檢驗所的驗證，有望進一步申請醫(yī)療器械證并推廣到臨床應(yīng)用。
