“40分钟内完成” 基于基因剪刀的癌症诊断平台开发

by Jeong Ilwoong

Published 05 Nov.2024 15:21(KST)

一种可在40分钟内完成癌症诊断的基于基因剪刀的平台，已通过韩国与美国的联合研究成功开发。

韩国生命工学研究院表示，生物纳米研究中心Kang Taejun博士研究团队与马萨诸塞总医院（Massachusetts General Hospital，MGH）、哈佛医学院（Harvard Medical School，HMS）、成均馆大学共同开发了癌症诊断平台“SCOPE（Self-amplified and CRISPR-aided Operation to Profile Extracellular Vesicles，自扩增与CRISPR辅助的细胞外囊泡分析平台）”，并于5日对外公布。

（从左至右）Song Jayeon 成均馆大学教授、Kang Taejun 生物研究院博士。韩国生物工学研究院提供

该平台利用信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）开发而成，可对与癌症相关的基因突变进行精密观测，有望用于癌症的早期诊断、治疗反应监测以及肿瘤复发可能性的评估。

近期，利用血液、尿液等体液中存在的生物标志物进行液体活检的癌症诊断与监测方法备受关注。

这一方法通过观察肿瘤细胞增殖、凋亡等变化过程，检测肿瘤细胞分泌的特定脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）等遗传物质来完成诊断。与组织活检或影像诊断方法相比，其优点在于更加简便。

但要通过液体活检准确诊断癌症，必须精确探测体液中的生物标志物。然而这些标志物含量极低，导致在实际临床中应用存在困难。

联合研究团队表示，SCOPE通过利用CRISPR-Cas13a基因剪刀大幅扩增肿瘤细胞释放的细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）中的mRNA并进行检测，从而克服了以往方法的局限。

在实际研究中，联合研究团队将该诊断平台应用于动物模型，仅凭极少量（40微升，即10⁻⁶升级别）的细胞外囊泡样本就成功诊断出早期肺癌。此外，在结直肠癌患者样本中，该平台以高于传统聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）检测的敏感度和特异度检出癌症突变基因，从而提高了其临床应用前景。

尤其是，SCOPE可以同时处理16个样本，并在40分钟内得出诊断结果。此外，联合研究团队通过与国内分子诊断专业企业合作，对设备进行小型化改造，使其在无需传统复杂设备的情况下，也能在医疗现场和研究现场便捷地使用SCOPE。

Kang博士介绍称：“SCOPE是一个可以前所未有的敏感度检出主要癌症突变的高效系统。”他还表示：“我们期待通过简化的方法检测与多种癌症相关的生物标志物，从而在癌症诊断和监测现场，为快速决策提供支持。”