癌症标志本体构建与应用

目的构建一种可溯源的癌症标志知识本体,支持基因突变、癌症标志和细胞系等相关数据整合、标准化和关联,并基于该本体实现新知识发现。方法基于“七步法”和现阶段本体的构建方法,明确癌症标志本体覆盖范围、框架结构、可复用的术语和新增术语;以结直肠癌为例,利用文本挖掘和文本分类技术对PubMed文献中结直肠癌标志相关知识进行提取,利用癌症标志本体对提取的知识进行规范化表达。结合癌症体细胞突变目录中已有的癌症标志证据和进一步语义检索,实现新知识的发现。结果最终构建癌症标志本体包含类9910个,实例6138个,实现2310篇涉及结直肠癌标志文献摘要和26个结直肠癌标志相关证据的语义表示。与癌症体细胞突变目录数据集相比,本研究发现与结直肠癌相关的多个基因的癌症标志的新证据。结论本研究有助于整合癌症分子层面的致病机制,了解基因突变在癌症发生过程中的具体作用,实现癌症标志知识的快速发现。

表面等离子体共振技术在癌症标志物检测中的应用进展

表面等离子体共振(SPR)生物传感器具有制造成本低、灵敏度高、特异性好、无标记、实时动态检测和准确性高等优点,因此可用于癌症标志物的早期诊断,以监测肿瘤的状况和防止致癌肿瘤的恶化。介绍了SPR生物传感器的检测原理,综述了SPR生物传感器增敏纳米材料及该传感器在癌症标志物检测方面的应用进展,并展望了未来SPR生物传感器的研究方向。

高效液相色谱-串联质谱法同时测定大鼠尿液中五种可能的癌症标志物

建立了大鼠尿液中黄蝶呤、异黄蝶呤、蝶呤-6-羧酸、酪氨酸和色氨酸5种可能的癌症标志物的高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）分析方法。大鼠尿液除去蛋白后,稀释50倍直接进样分析,采用基质标准曲线法消除基质的影响。上述5种物质的仪器检出限分别为1.6、1.5、2.2、0.9和1.0ng/mL,加标回收率在89.0%~107.0%之间,相对标准偏差（RSD）在0.30%~5.19%之间。

新型分子印迹生物传感器在癌症生物标志物中的应用

癌症生物标志物作为一种特定的身体中可测量的指标,可以通过自身产生的变化来监测癌症健康状况,对于癌症的预防、早期诊断和精准治疗具有重要意义。因此,面向典型疾病标志物的快速检测与精准分析已成为科学研究和临床诊断的热点领域。基于分子印迹的生物传感器由于其灵敏度高、响应速度快、特异性强以及成本低等优点,有望成为癌症生物标志物快速检测的新手段,在癌症临床分析领域得到了广泛研究。本综述简要介绍了分子印迹聚合物的合成方法和策略,分子印迹与电化学、表面等离子共振和光学分析集成的传感技术和手段,以及分子印迹生物传感在癌症生物标志物的应用。最后本综述就目前国内外关于分子印迹传感器在分析检测癌症生物标志物领域的应用现状进行了总结和讨论,并展望了其未来发展前景。

MXene在癌症精准诊疗中的应用

癌症是威胁人类健康的第二号杀手,精准的筛查诊断技术和高效的治疗手段是治愈癌症的关键。纳米技术的迅猛发展为癌症的诊疗带来了新的思路和希望。新型二维材料MXene具有大的比表面积、高的导电性、良好的亲水性和优异的生物相容性,可以作为优良的基底材料构建生物传感平台,并通过兼容其他材料,形成具有高催化性能的MXene复合物,从而实现癌症生物标志物的精准检测。此外,MXene组分可调,且在可见光到红外区域具有强烈吸收和高光热转换效率,是理想的肿瘤光热治疗(PTT)试剂。迄今为止,关于MXene在癌症诊疗领域的专题论述鲜有报道。鉴于此,本文根据癌症生物标志物进行分类,综述了近年来基于MXene的生物传感平台在癌症标志物检测中的应用,并归纳了不同的MXene材料在PTT领域的最新研究进展,进而提出MXene在癌症诊疗领域面临的挑战和未来发展趋势。

迈向精准医学:液体活检中5-羟甲基胞嘧啶类癌症生物标志物发现的研究进展

将性能稳定且便于临床应用的生物标志物应用于癌症诊断、早期检测和预测预后可提高患者生存率,也是精准医学的关键所在。第二代测序技术可以更加灵敏而全面地分析肿瘤来源的材料的遗传和表观遗传信息。现在,研究人员能够在新的维度上监测肿瘤发生的动态变化,例如使用循环无细胞DNA(circulating cell-free DNA,cf DNA)和循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)。基于突变分析的液体活检通常无法在不同研究中得到一致的结果,部分原因在于肿瘤内和肿瘤间的异质性以及技术的限制。相比之下,患者来源的cf DNA的表观遗传分析是一个很有前景的替代方案,特别是对于早期检测和疾病监测,因为表观遗传修饰是组织特异性的,并且反映了癌症进展的动态过程。因此,基于cf DNA的表观遗传分析正成为癌症诊断和预后预测的高灵敏度且微创的手段,在未来癌症患者的精准护理中具有巨大潜力。然而,应用cf DNA的表观遗传分析的主要障碍是缺乏具有高灵敏度和稳定性的技术。我们在本文中总结了cf DNA中5-羟甲基-胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC)的表观基因组分析的研究进展,重点关注其对不同癌症类型的检测方法和作为生物标志物的潜在应用。

肠道微生物组在肿瘤发生中的作用和在癌症治疗中的应用

研究表明,肠道菌群失调会导致生理变化,并与包括癌症在内的许多疾病有关。因此,应该在微生物组的背景下研究许多癌症类别和治疗方案。由于宏基因组测序和多组学研究的可用性,对肠道微生物群的物种特征、宿主遗传变化和代谢谱的分析变得可行,促进了关于肿瘤发生过程中微生物群组成、分类学改变和宿主相互作用的指数级知识增益。然而,肠道微生物群的复杂性,以及大量未表征的宿主–微生物、微生物–微生物和环境相互作用,仍然是我们推进对微生物群–癌症相互作用理解的挑战。这些相互作用体现在信号传递、代谢、免疫、肿瘤发展、遗传不稳定性以及对癌症化疗和免疫治疗的敏感性。本综述总结了目前关于肠道微生物群与癌症发展之间关联的研究/分子机制,从而为可用于癌症诊断、治疗或预防的治疗策略提供参考。

甲胎蛋白光电化学传感器

[本刊讯]上海理工大学辛艳梅老师、缪煜清教授联合华东师范大学张中海教授开发了一种基于氧空位调控的抗污染型光电化学传感器,实现了血清和尿液中甲胎蛋白的高灵敏度和选择性检测,相关成果于2024年2月14日在线发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。准确测定尿液中癌症标志物是一种非常方便的肿瘤监测方法。然而,由于尿液中癌症标志物的浓度极低,传统方法很难实现其准确测量。

肺癌标志物识别的蛋白质组分析

在新近蛋白质组学的发展中,对疾病蛋白质组的综合和深入研究已成为重要议题。已有研究报道了在包括肺癌在内的不同疾病中发现的一些生物标志物,有一些在肺癌诊断和预测中有潜在价值。然而,它们很少作为器官特异性生物标志物以充分比较不同肿瘤类别的模型。本文评价了最近发表的一项在不同基因工程小鼠模型中进行比较蛋白质组的研究,并阐明已发现标志物在人肺癌诊断中的有效性及应用。

血清CEA、CA125、CA199水平与肺癌病理类型及临床分期的相关性分析

目的通过检测血清癌胚抗原(CEA)、癌抗原125(CA125)、癌抗原199(CA199)水平,探索其与肺癌病理类型及临床分期之间的相关性。方法采用多种肿瘤标志物蛋白芯片检测系统测定126例肺癌患者的血清CEA、CA125、CA199水平,分析其与病理类型、临床分期之间的关系。结果肺腺癌患者的血清CEA和CA125水平明显高于肺鳞癌;Ⅲ、Ⅳ期肺癌患者血清CEA、CA125、CA199水平明显高于Ⅰ、Ⅱ期,差异均有统计学意义(P<0.05和P<0.01)。但肺腺癌与肺鳞癌患者血清CA199水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论测定血清CEA、CA125、CA199水平可为判断肺癌病理类型及临床分期提供依据。

ZnO纳米棒的制备及其荧光检测性能

在微流控芯片中采用水热法合成ZnO纳米棒。使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别对ZnO纳米棒的微观形貌和晶体结构进行分析和表征。结果表明,在微流控芯片中制备的致密的ZnO纳米棒具有良好的结晶性和c轴取向性,ZnO纳米棒的直径和长度随制备时间和在通道中的不同位置发生变化。利用异硫氰酸荧光素(FITC)标记的羊抗牛IgG对ZnO纳米棒的荧光检测性能进行测试,实验结果表明,制备时间为3 h的ZnO纳米棒具有最优的荧光检测性能。在对人甲胎蛋白(AFP)进行检测时,其质量浓度检测限可达10-3 ng/mL,且具有较宽的检测范围(质量浓度为10^(-3)~10 ng/mL^(-1))。

恒温无酶核酸扩增用于microRNA分析的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类短的非编码RNA,参与多种生物学过程,其异常表达与人类诸多疾病(如癌症)密切相关,因此它们可以作为一类潜在的分子靶标用于癌症早期诊断。miRNA的简单快速检测,对癌症的早期检测以及预后治疗意义重大。最近几年,随着对miRNA研究的不断深入,发展了许多miRNA分析方法,尤其是各种恒温核酸扩增方法,已经被广泛用于miRNA的高灵敏检测。在这篇综述中,我们总结概括了一些基于恒温无酶的核酸扩增方法,用于高灵敏度和高特异性miRNA检测,有利于生物医学分析和重大疾病诊断。

miRNA体外检测研究进展

miRNA作为人体中重要的非编码调控核酸序列,在生命活动各个方面发挥着重要的作用,包括早期发育、细胞增殖、分化、以及凋亡等。近年来,大量研究表明,许多肿瘤细胞中miRNA的表达会出现异常。因此miRNA的体外检测对癌症的早期筛查与诊断,以及癌症的治疗及预后具有很重要的意义。该文综述了近年来miRNA检测研究进展,从传统检测方法、新型等温放大检测两个方面总结了近年来miRNA检测的研究成果。

双适体识别辅助的比率免固定化电化学传感策略用于精确捕获和直接定量肿瘤外泌体

肿瘤外泌体是一种癌症标志物,肿瘤外泌体的检测对于癌症早期诊断至关重要。然而,复杂生物样品中肿瘤外泌体的精确捕获和直接分析仍然具有挑战性。根据目前的研究现状,青岛农业大学李峰教授课题组基于DNA超支化结构辅助的信号放大策略,构建了双适体识别介导的比率电化学传感器,实现了复杂生物环境中肿瘤外泌体的精准捕获和直接定量检测[1]。

MOFs传感器在癌症及其生物标志物检测中的应用

癌症是世界上最致命的疾病之一,因此癌细胞的有效捕获和敏感检测对基础研究以及临床诊断和治疗都具有重要意义。基于金属有机骨架(MOFs)的催化活性和固有的发光性能等特点,MOFs已被成功地开发为传感平台实现对癌症及其标志物的检测。综述了基于MOFs的电化学、荧光、电化学发光、比色传感器在癌细胞及核酸、蛋白质等生物标志物检测中近3年的研究进展,从MOFs材料,检测物类型,检测方法、检测能力等方面进行了综述,并对各自的特点进行了讨论,对以后MOFs纳米材料在癌症检测中的应用进行了展望。

中期因子在癌症中的作用及其作为诊断治疗靶点的临床意义

中期因子(midkine,MDK)是一种肝素结合生长因子,在维持正常组织功能以及介导疾病发展中都发挥重要作用。MDK在多种人类恶性肿瘤中高表达,并在癌症的生长、增殖、存活、转移、血管生成以及化疗抵抗过程中发挥重要功能。MDK不仅可以作为癌症诊断、治疗以及预后的生物标志物,还可以用于监测癌症治疗过程中的效果以及病人的反应,以MDK为临床靶点的抑制剂研究也在MDK高表达癌症中大量开展。本文系统地总结了MDK在癌症发生发展过程中的生物学作用及其参与的相关信号通路,并且进一步探讨了以此为基础的肿瘤标志物以及癌症个体化治疗的潜在靶点,旨在为以MDK为靶点指导癌症的临床诊疗提供依据。

基于纳米颗粒光学特性的癌症检测

这篇综述总结了一些基于纳米颗粒光学特性来检测癌症生物标志物和癌细胞的方法。利用纳米颗粒的癌症诊断技术正在逐渐替代传统技术。尽管仍存在一些缺点,但与传统方法相比,基于纳米颗粒的传感器在生物标记检测或癌细胞检测应用中还是有很多优势。这项先进的技术在即时癌症诊断中将非常有用,并且成本低廉,非常有希望成为人性化检测平台的一部分。

肺癌病理类型和临床分期同血清CEA、CA125、CA199水平的相关性探讨

探讨肺癌病理类型和临床分期同血清CEA、CA125、CA199水平的相关性。方法:对126名肺癌病人进行研究,掌握所有病人的血清CEA、CA125、CA199水平。结果:肺腺癌病人的血清CEA、CA125水平分别为(15.41±4.82)、(35.09±10.16),肺鳞癌病人的CEA、CA125水平分别为(5.68±1.60)、(21.53±6.90)。通过对比,肺腺癌病人的血清CEA、CA125水平要强过肺鳞癌病人,差异具有统计学意义(P<0.05)。不过,肺腺癌病人的血清CA199水平为(17.81±5.54),和肺鳞癌病人的血清CA199水平(20.31±6.36)相比较低,差异没有统计学意义(P<0.05);III、IV期肺癌病人的血清CEA、CA125、CA199水平分别为(16.98±4.62)、(39.49±10.36)、(27.81±8.49),一期、二期肺癌病人的血清CEA、CA125、CA199水平分别为(4.12±1.18)、(16.50±5.28)、(7.73±2.67),通过对比,三期、四期肺癌病人的血清CEA、CA125、CA199水平要强过I、II期,差异都具备统计学意义(P<0.05);肺腺癌CEA、CA125、CA199阳性率分别为(45.2%、19.4%、16.1),肺鳞癌CEA、CA125、CA199阳性率分别为(25.0%、75.0%、50.1),通过对比,肺腺癌阳性率均低于肺腺癌,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:通过检验CEA、CA125、CA199水平能够当做明确肺癌病例种类和临床分期的依据。

CaT-Smelor 2.0,一种耦合CRISPR-Cas12a与核酸适配体的多用生物传感检测平台

高效生物传感与检测作为通用平台技术有极其广泛的应用.前期作者利用CRISPR-Cas12a技术建立了针对小分子的简单快速、灵敏、高通量和低成本检测平台,简称CaTSmelor.为进一步扩展通用性,本文耦合CRISPR-Cas12a与核酸适配体开发了二代检测平台CaT-Smelor 2.0.首先,通过设计合适的适配体开关将双链DNA固定化在磁珠上并优化了信噪比,成功实现信号传感模块(适配体)与检测模块(CRISPR-Cas12a)的耦合.随后,以癌症标志物甲胎蛋白(AFP)为例,利用CaT-Smelor 2.0实现了对AFP的快速、高灵敏检测;通过替换适配体,CaT-Smelor 2.0可"即插即用"实现对小分子化合物,如可卡因的高效检测.最后,本研究考察了CaT-Smelor 2.0对复杂样品的检测效果,结果表明在人血清中对AFP和可卡因的最低检测限分别可达0.07 fmol L-1和0.34μmol L^(-1).综上,CaT-Smelor 2.0不仅继承一代检测平台的现有优势,同时还大幅提升了通用性和可扩展性;结合适配体技术,理论上可实现任意分析物的传感与检测,应用潜力巨大.