近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院特聘研究員(安徽大學(xué)教授)、國家杰出青年基金獲得者張忠平領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在腫瘤細(xì)胞檢測及精準(zhǔn)手術(shù)導(dǎo)航方面取得突破。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際化學(xué)期刊ACS Nano(DOI: 10.1021/acsnano.8b00743)上，并已申請了國家發(fā)明專利。

　　癌癥是一種高發(fā)病率和高致死率的疾病，其共性是細(xì)胞不受控制生長和永生化。在活體條件下精確區(qū)分腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞是癌癥早期診斷、干預(yù)和治療評估的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性難題，其根本困難是腫瘤細(xì)胞異質(zhì)多樣性和缺乏真正通用標(biāo)志物。該研究跨過不同腫瘤細(xì)胞的基因型和表型差異，直接針對腫瘤細(xì)胞不受控制生長和永生化共性的決定因素(端粒酶活性)，設(shè)計(jì)腫瘤細(xì)胞專屬性成像的球形核酸探針，實(shí)現(xiàn)腫瘤活體影像診斷和細(xì)胞級別的腫瘤精準(zhǔn)手術(shù)。

　　腫瘤細(xì)胞不受控制生長和永生化需要高活性端粒酶的催化，研究人員以金納米顆粒為載體，設(shè)計(jì)出表面負(fù)載大量特異性雙鏈DNA的球形核酸探針(見圖)。在端粒酶的催化下，該探針能夠釋放熒光染料進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，使腫瘤細(xì)胞發(fā)出紅色熒光，從而達(dá)到腫瘤細(xì)胞的可視化檢測。通過熒光信號的變化，實(shí)現(xiàn)了十幾種代表性腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞的精確區(qū)分、腫瘤細(xì)胞惡性程度的鑒別，以及小鼠腫瘤的活體成像、裸眼可視化和組織切片鑒定等。研究結(jié)果表明，這種球形核酸探針是一種理想的腫瘤精準(zhǔn)手術(shù)導(dǎo)航造影劑。

　　目前的腫瘤手術(shù)主要基于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，缺乏區(qū)分腫瘤組織和正常組織的有效手段。該研究通過球形核酸造影劑讓腫瘤細(xì)胞“發(fā)光”，可憑借自身定位的準(zhǔn)確性、超高的靈敏度幫助醫(yī)生從細(xì)胞水平上判斷腫瘤位置及邊界，從而對病灶進(jìn)行精準(zhǔn)切除，在降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，大大降低腫瘤術(shù)后的復(fù)發(fā)率和死亡率。

　　該團(tuán)隊(duì)正在尋求戰(zhàn)略投資合作伙伴，進(jìn)一步開展腫瘤精準(zhǔn)手術(shù)切除的動(dòng)物以及臨床試驗(yàn)，最終開發(fā)用于臨床腫瘤精準(zhǔn)手術(shù)的造影劑，并推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目的支持。