一種新檢測方法，有望更早捕捉膀胱腫瘤信號(hào)

膀胱癌是一種常見且復(fù)雜的疾病。雖然治療往往能夠取得較好效果，但膀胱癌也是復(fù)發(fā)率最高的癌癥之一：在接受治療后的五年內(nèi)，約50%的患者會(huì)再次長出腫瘤。這也使膀胱癌成為社會(huì)治療成本最高的癌癥之一。

在一項(xiàng)新發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》的研究中，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種定期監(jiān)測這類患者的新方法，有望更早發(fā)現(xiàn)重新生長的腫瘤。研究團(tuán)隊(duì)利用一種表面涂有特殊納米傳感器的導(dǎo)管，成功檢測到了膀胱癌細(xì)胞產(chǎn)生的某種蛋白質(zhì)，即使其含量極低；同時(shí)，他們還可以對(duì)這種蛋白質(zhì)在組織中的位置進(jìn)行成像。

把傳感器放進(jìn)膀胱

這種新的檢測方法基于碳納米管。碳納米管是由碳構(gòu)成的中空?qǐng)A柱體，厚度處于納米尺度；當(dāng)受到激光照射時(shí)，它們會(huì)自然發(fā)出熒光。研究人員此前已經(jīng)證明，可以通過在碳納米管表面涂上“合成抗體”，將其定制成能夠感知不同分子的傳感器。這些“合成抗體”是一類聚合物，可以被設(shè)計(jì)成與特定目標(biāo)發(fā)生相互作用。

當(dāng)目標(biāo)分析物存在時(shí)，它們與合成抗體之間的相互作用，會(huì)使碳納米管發(fā)出的熒光發(fā)生變化，例如波長發(fā)生偏移，或熒光強(qiáng)度發(fā)生改變。研究人員表示，聚合物化學(xué)的美妙之處在于，他們只要理解目標(biāo)生物標(biāo)志物的分子結(jié)構(gòu)，以及結(jié)合位點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則，就能開發(fā)出針對(duì)不同疾病的新型傳感器。

這次，研究人員設(shè)計(jì)了一種專門用于檢測核基質(zhì)蛋白22（NMP-22）的傳感器。NMP-22是一種蛋白質(zhì)，可作為檢測膀胱癌的一種生物標(biāo)志物。雖然這種蛋白質(zhì)可以在尿液樣本中被檢測到，但它在被分泌出來之后，往往會(huì)被顯著稀釋、降解并被清除。這意味著，只有當(dāng)腫瘤發(fā)展到較晚階段時(shí)，才更容易被檢測出來。

為了實(shí)現(xiàn)更早檢測，研究團(tuán)隊(duì)希望將傳感器直接放置到膀胱內(nèi)部。如此一來，傳感器就能在腫瘤附近檢測到局部濃度更高的NMP-22。

他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)由一根導(dǎo)尿管組成的裝置，導(dǎo)尿管表面涂了能夠感知NMP-22的納米管。此外，導(dǎo)管尖端內(nèi)部還裝有一個(gè)被稱為球透鏡的微小裝置。這個(gè)球透鏡可以360度旋轉(zhuǎn)，一邊發(fā)射激光，一邊接收納米傳感器發(fā)出的熒光。通過分析這些熒光信號(hào)的顏色和位置，研究人員就能繪制出被檢測到的生物標(biāo)志物的位置圖。這些化學(xué)圖像不僅能夠顯示生物標(biāo)志物是否存在，還能顯示癌細(xì)胞所在的位置。

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，研究人員在動(dòng)物膀胱中進(jìn)行的測試顯示，這種檢測方法的靈敏度可以達(dá)到傳統(tǒng)尿液分析的180倍。這是因?yàn)樗梢灾苯釉诎螂變?nèi)、生物標(biāo)志物產(chǎn)生的位置進(jìn)行檢測，而不是等這些標(biāo)志物進(jìn)入尿液等稀釋液體后，再去測量其含量。到了尿液中，這些標(biāo)志物的濃度通常已經(jīng)低得多。研究人員表示，如此高的靈敏度將使傳感器，甚至能檢測到面積僅為16平方毫米的腫瘤所釋放的信號(hào)。

更多疾病檢測

目前，研究團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一種更加小型的原型成像系統(tǒng)，以便未來能更方便地在醫(yī)生診室中使用。他們還希望將這些傳感器整合進(jìn)一種稱為膀胱鏡的導(dǎo)管中。膀胱鏡帶有攝像頭，常用于觀察膀胱內(nèi)壁上的腫瘤。

目前，接受過膀胱癌治療的患者通常需要每年接受一次膀胱鏡檢查；有時(shí)，為了監(jiān)測癌癥是否復(fù)發(fā)，檢查頻率甚至更高。研究人員表示，新開發(fā)的這種診斷方法，有望比膀胱鏡更早發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)腫瘤，使治療變得更容易，同時(shí)降低治療和監(jiān)測成本。

通過更換導(dǎo)管上搭載的納米傳感器，這種方法未來還可以與內(nèi)窺鏡技術(shù)結(jié)合，用于檢測其他類型的癌癥，或其他疾病，例如心血管疾病和胃腸道疾病。

可以想象，如果這些傳感器被整合到導(dǎo)管上，它們就可能揭示出現(xiàn)有內(nèi)窺鏡檢查無法捕捉到的、看不見的生物標(biāo)志物，從而為未來檢測更多疾病打開新的可能性。

#參考來源：

https://news.mit.edu/2026/new-sensor-could-enable-earlier-detection-bladder-cancer-0528

https://www.nature.com/articles/s41565-026-02172-7

#圖片來源：

封面圖&首圖：Europeana / Unsplash