一滴血浆10分钟完成检测:新平台以91.4%准确率区分心血管疾病患者与健康人群

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首尔峨山医院与大邱庆北科学技术院联合研究:对患者20人、健康人15人进行初步验证

对血浆中细胞外囊泡的微小RNA进行约10分钟快速分析的SAFE平台研究,被国际学术期刊 《Small》 选为封面论文。照片=首尔峨山医院提供

一项仅需一滴血浆、约10分钟即可读取与心血管疾病相关分子信号的技术已开发完成。以往检测通常要先将血液中的微小颗粒单独分离,再从中提取遗传物质;新技术则显著压缩了这一流程。

首尔峨山医院眼科李俊烨教授与大邱庆北科学技术院(DGIST)化学物理学系洪善基教授组成的联合研究团队18日介绍,他们开发出可快速分析血浆中微小RNA(miRNA)的诊断平台“SAFE”。

相关成果发表于纳米科学与生物材料领域国际学术期刊 《Small》,并入选封面论文。

血液中的小“囊袋”携带疾病信号

人体细胞会向血液中释放极其微小、形似囊袋的颗粒,称为“细胞外囊泡”。

这些小囊袋内含蛋白质与遗传物质等成分。当机体发生疾病时,其内容物也可能随之变化。捕捉这种变化,就能获得与疾病相关的线索。

研究团队将重点放在细胞外囊泡内的“微小RNA”。微小RNA是一类调控细胞多种功能的小分子遗传物质。其种类与含量会随疾病发生变化,因此长期被用于寻找多种疾病线索的研究。

过去要读取这类分子信号,通常需要先从血液中分离细胞外囊泡,再从中提取RNA。由于步骤繁多,不仅耗时,也依赖专业设备。

研究团队开发的SAFE显著简化了上述过程。其做法是将检测物质直接送入细胞外囊泡内部,使其在遇到目标微小RNA时发光。

研究人员利用超声将装有检测物质的小囊袋与细胞外囊泡融合后,无需另行分离细胞外囊泡或取出RNA,也能确认其内部的微小RNA,从而将分析时间缩短至约10分钟。

从左至右:首尔峨山医院眼科李俊烨教授、大邱庆北科学技术院(DGIST)化学物理学系洪善基教授。照片=首尔峨山医院提供

分析20名心血管疾病患者…准确率91.4%

研究团队以20名心血管疾病患者与15名健康人群共35人的血浆样本测试SAFE性能。分析对象为两种微小RNA——“miR-133a”和“miR-208a”,两者均与心肌损伤相关,且长期被研究。

结果显示,SAFE基于这两种微小RNA,分别以91.4%的准确率区分心血管疾病患者与健康人群。研究团队强调,这里的“10分钟”并非确诊心血管疾病所需时间,而是指在血浆中检出并分析特定微小RNA所需时间。

研究目前仍处于初步验证阶段,样本为患者20人、健康人15人。若要用于实际诊疗,还需在更多患者中验证性能,并评估与现有心电图或血液检查相比,能在多大程度上帮助哪些患者。

减少复杂分析流程…或可用于急诊场景

研究的一项突出成果,是将原本复杂的分子分析流程大幅简化。

目前,临床在怀疑心肌梗死等疾病时,通常综合症状、心电图以及用于确认心肌损伤的肌钙蛋白(troponin)血液检测等作出判断。研究团队认为,SAFE若经进一步验证,或可在急诊室等需要快速决策的场景中,作为补充现有检查的手段使用。

此外,只要更换需要分析的微小RNA,该平台也可用于其他疾病研究。研究团队表示,研究对象有望扩展至癌症、神经退行性疾病以及眼科疾病等。

李俊烨教授说:“我们开发出可在短短10分钟内完成以往复杂的细胞外囊泡分析的技术。”他表示:“期待未来能在真实诊疗现场帮助医生快速、准确诊断患者疾病并作出治疗决策。”

洪善基教授说:“无需分离细胞外囊泡或提取RNA,就能直接在血浆中分析微小RNA,这是SAFE的优势。”他补充道:“我们将把验证扩展到更多疾病与患者,推动其发展为可在实际医疗现场使用的诊断技术。”

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