液體活檢目前已成為一種廣受歡迎的疾病診斷技術，因為它提供了實時、動態和全面的信息，可以緩解組織活檢面臨的困境。miRNA已被證明是液體活檢中很有前途的生物標志物，但在提供簡單靈敏的分析方法方面存在不足。此外，非常有必要檢測多種標志物miRNA和作為內源性控制的miRNA，以提高診斷的敏感度和靈敏度，并減少由個體生理差異和技術差異導致的miRNA表達水平的偏差。因此，有必要進一步開發用于快速診斷的無擴增樣品分析的高靈敏度和多組分分析方法。

近期，四川大學呂弋教授課題組報道了一種基于單納米顆粒計數的液體活檢分析方法，結合電感耦合等離子體質譜儀（ICPMS）準確性好、分辨率高和多元素同時分析的特點，通過同時檢測多種miRNA，可實現乳腺癌診斷。相關成果以“Single NanoparticleCounting-Based Liquid Biopsy for Cancer Diagnosis”為題發表在國際化學權威雜志Analytical Chemistry上。

在該研究中，研究人員通過共價結合預先制備的探針與含有靶miRNA的血清提取物一起加入錨定有三種捕獲DNA的磁珠。功能化的磁珠充當捕獲底物與靶標和探針形成夾心結構。磁分離后，將在上清液中游離的未參與反應的探針引入ICPMS進行單顆粒計數分析，實現目標miRNA的準確定量（圖1）。該方法具有對三組分癌癥標志物同時定量的能力，顯示出良好的選擇性和特異性，不利用額外的核酸擴增手段就能夠獲得優異的靈敏度（圖2）。為評估方法的應用潛力，研究人員檢測了人血清樣本中的miRNA、miR-21和miR-155的相對表達表現出良好的鑒定性能。通過組合miR-21和miR-155，可以達到更高的靈敏度和特異性，證明該策略在乳腺癌診斷中的有希望的臨床應用（圖3）。

圖1 基于單個納米顆粒計數的液體活檢用于癌癥診斷

圖2 （a）計數平臺的選擇性；（b）該方法對miR-21、miR-155和miR-16同源序列的特異性；（c）同時檢測多重miRNA的校準曲線。

圖3 通過計數平臺從健康人（n=14）和乳腺癌患者（n=14）獲得的miRNA濃度（a）和相對表達（b）的散點圖；（c）miR-21、miR-155和miR-21和miR-155組合的ROC曲線。

綜上所述，該研究首次建立了一種基于單納米顆粒計數的液體活檢方法，可用于同時檢測多個miRNA，并實現了癌癥診斷。鑒于該策略規避了繁瑣的洗滌過程，比傳統的夾心分析操作更友好，并且在不使用核酸擴增技術的情況下實現了amol水平的檢測限。通過內源性對照的標準化，有效地實現了乳腺癌的預測，miR-21和miR-155的組合可以作為早期診斷中更敏感和特異性的生物標志物，顯示出廣闊的臨床應用前景。此外，該策略可以通過采用其他納米顆粒進一步擴大其通量。

論文鏈接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03367

審核編輯 ：李倩