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循环肿瘤细胞（CTCs）检测对癌症诊疗意义重大，但现有方法存在成本高、操作繁琐、灵敏度低等问题。研究人员开发了一种自催化纳米机器，融合双适配体、催化发夹组装（CHA）反应和 UCNP - DNA 生物传感技术，能高灵敏定量检测 CTCs，为早期癌症诊疗带来新希望。
在癌症的世界里，肿瘤细胞就像一群狡猾的 “侵略者”。循环肿瘤细胞（CTCs）作为从原发肿瘤部位 “逃窜” 到血液或淋巴系统中的 “先锋部队”，与癌症的转移和复发密切相关。精准检测 CTCs，就如同在茫茫 “细胞海洋” 里精准定位这些 “敌人”，对于癌症的早期诊断、判断预后以及监测治疗效果至关重要。然而，CTCs 在血液中的含量极低，传统检测方法，像基于聚合酶链反应（PCR）、荧光原位杂交（FISH）、免疫磁珠分离和微流控技术等，不是成本高昂，就是操作繁琐，而且检测灵敏度也不尽人意。在这样的困境下，研究人员踏上了寻找更有效检测方法的征程。
来自未知研究机构的研究人员开展了一项创新研究，他们设计了一种基于双链 DNA 激活的自催化上转换纳米颗粒（UCNP）纳米机器，用于高灵敏检测 CTCs。研究结果令人振奋，该纳米机器展现出高特异性和高灵敏度，以 MDA - MB - 231 细胞为模型，检测范围广泛，检测限低至 3 个细胞。这一成果意义重大，它为基于 CTCs 的早期癌症诊断和治疗开辟了新的道路，有望推动癌症诊疗领域的重大进步。该研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是双适配体识别技术，利用两种分别针对 CD44 和 PTK7 蛋白的适配体，特异性识别 CTCs，降低细胞异质性的影响；二是催化发夹组装（CHA）反应，通过两步 CHA 反应对核酸信号进行放大；三是 UCNP 比率传感发光技术，UCNP 独特的光物理性质能减少背景干扰，实现比率检测，提升检测的准确性。
研究结果
- CTCs 比率传感检测系统的原理：该系统包含三个反应过程。首先，双适配体特异性识别细胞，识别后的适配体通过连接链相连形成触发链 A1，触发下游反应。触发链 A1 激活第二个反应系统，后续具体反应流程虽未详细阐述，但整体通过这些反应实现信号的传递与放大。
- 纳米机器的性能：以 MDA - MB - 231 细胞为模型，该检测系统展现出宽线性检测范围，检测限低至 3 个细胞。这表明该纳米机器能够在复杂的血液环境中精准检测低丰度的 CTCs。
- 检测系统的优势：双适配体的使用不仅降低了 CTCs 异质性的影响，增强了在血液环境中的检测特异性，还为后续 CHA 反应创造了条件。两步 CHA 反应结合 UCNP 报告平台，放大了 UCNP 的比率发光信号，有效避免了生物基质的干扰，实现了对 CTCs 的灵敏定量检测。
研究结论与讨论
研究人员成功开发了一种新型高特异性和高灵敏度的 CTC 检测策略。该策略构建的纳米系统，由 UCNP 和分别针对 CD44 和 PTK7 蛋白的两个发夹适配体组成。双适配体的应用是一大亮点，它既克服了 CTCs 异质性带来的检测难题，又推动了后续 CHA 反应的进行，最终实现了高灵敏检测。这一成果为早期 CTCs 检测提供了新的思路和方法，在癌症诊疗领域具有巨大的应用潜力。未来，有望基于此进一步优化检测技术，拓展其在临床实践中的应用，为更多癌症患者带来希望，推动癌症诊疗技术向更精准、更高效的方向发展。
