生物、医药和医疗器械技术

液体活检尤其是循环肿瘤细胞（CTC）检测对癌症早期诊断、癌症预后评估、复发监测及个性化治疗等都有重大意义。目前，制约CTC检测临床应用的最致命瓶颈在于CTC富集效率低。同济大学医学院陈炳地教授团队在抗癌领域经过十余年的潜心研究，本土原创性地发现了癌细胞的共同靶标，全球首创PETCTC®技术，该技术通过利用肿瘤细胞糖代谢差异为靶向切入点，结合多功能生物纳米材料技术平台，独创性研发了非抗体依赖的CTC检测试剂盒，大幅度提高了CTC检出率，最大限度保持了癌细胞活性，在癌症早筛、癌症患者的预后评估、用药指导、复发监测等并具有广阔下游应用空间。 该项目已进入科技成果转化阶段，团队自主研发出一套全新的CTC检测标准流程。目前已与多家三甲医院合作完成了超2000多例的临床试验，结果显示在和同领域其他技术对比下，该技术具有高灵敏度(>91%)、高特异性(>96%)、高广谱性、高延展性、高技术壁垒、成本低等特点。（1）创新性 本团队全球首创PETCTC®循环肿瘤细胞检测纳米技术，该技术国际领先、具有独创的技术原理、完全的自主知识产权。本研发团队对癌细胞长期的研究发现，几乎所有的有代谢活性癌细胞都具有如超高度使用葡萄糖通过无氧酵解产能的特点（Theranostics,2016,6:1887）。由此产生癌细胞表面生理特性的特殊变化，从而导致癌细胞与正常细胞的显著差异。基于该癌细胞表面生理特性变化的发现，本研发团队独创性提出了广谱性 CTC 检测新技术。通过交叉学科融合创新，利用本团队多年开发成熟的合成多功能纳米材料的技术平台设计出全新的多功能纳米颗粒。经过大量系统性细胞学实验验证，本团队设计的全新纳米颗粒对癌细胞有超高效的特异性的捕获效率。进一步的临床检测和与传统方法的对比结果显示，本团队提出的全新 CTC 检测纳米技术适用于白血病及各类常见的实体肿瘤；检测灵敏度比现有技术提高2个数量级，每毫升的临床肿瘤血样，检测到的 CTC中位值大于100个；同时可以在显微镜下实际观察 CTC 的形态，提高特异性。在提高CTC富集效率的基础上，将有助于开展 CTC 的深入研究，包括基因突变分析、用药指导、耐药分析等，服务于临床肿瘤的诊断与个性化精准治疗。因此，对CTC领域的发展具有开拓性意义。 （2）先进性 目前，制约CTC检测临床应用的最致命瓶颈在于CTC富集效率低。CTC 的富集要求将极其稀少的CTC从比其数量多上百万倍的血细胞中富集出来。最理想的富集方法是可以选择性的将癌细胞与正常细胞区分开，而且对所有癌症类型都适用。目前，CTC富集方法总体可以分为基于癌细胞生物特性和物理特性两大类分离方法。这些方法存在的最大问题就是所选择的用于CTC富集的癌细胞性质都不是癌细胞独有的特性，而且也不能广泛适用于不同的癌症类型。因此这些CTC的检测方法普遍存在灵敏度低、特异性差、缺乏广谱性等瓶颈问题。亟需从 CTC 捕获原理上独辟蹊径，引领CTC检测的突破性进展。 本团队自主开发的新型CTC检测纳米技术，与同行业相比，具有如下先进性： ①提高疾病诊断的准确率、灵敏度、和广谱性。我们前期的研究结果与其他发表的结果最重要的区别在于检测的CTC数量差别。其他方法报道捕获的CTC数量一般是7.5ml血样中只有几个到几十个细胞，而我们可以从确诊白血病和转移的癌症病人血样中捕获10e4到 10e7个细胞，从捕获的细胞在载玻片上的染色观察发现，绝大部分，即使不是全部的被捕获下来的细胞，其形态异常，与癌细胞的形态一致。如果我们的发现能够重复，那将意味着在癌症转移病人体内存在的CTC要比之前认为的数量多得多。同时也说明我们的技术将可能比之前的技术提供更准确更灵敏的结果。另一个重要的区别在于我们的这项技术可以捕获各种类型的癌细胞，只要他们有很高的糖酵解水平。到目前为止我们的技术还从未对任何已知的癌细胞样品的检测失败过。 ②富集足够量的 CTC 有利于更加全面的分析。目前，病理实验室对CTC的进一步临床分析通常是在癌细胞与正常细胞的混合液中进行的。有的时候为了使 CTC 更加丰富，需要将癌细胞与正常细胞混合液培养几天或几周之后才能进行诊断测试。而我们的技术可以捕获大量的 CTC，这样高纯度的活的 CTC 可以立刻用于进一步的测试，包括药物敏感性测试、标志物分析、表达谱分析或基因测序等。 ③高技术、低成本：新型循环肿瘤细胞纳米检测技术具有完全自主知识产权，检测灵敏度高、特异性、广谱性指标均处于国际领先水平。