非侵入性电化学生物传感器快速检测患者唾液中的幽门螺杆菌及其临床意义

为解决幽门螺杆菌（H. pylori）传统诊断方法侵入性强、耗时长的问题，研究人员开发了一种基于聚吡咯纳米管（PPy-NTs）和羧基化多壁碳纳米管（MWCNT-COOH）修饰的阻抗型电化学生物传感器，用于唾液中CagA蛋白的检测。该传感器线性检测范围达0.5 pg mL?1至3.3 ng mL?1，检测限低至109.9 fg mL?1，临床验证准确率达97%，为胃癌早期筛查提供了无创、快速的解决方案。

　　

幽门螺杆菌（H. pylori）感染是全球约半数人口面临的健康威胁，尤其与慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌密切相关。尽管其危害已被确认（国际癌症研究机构将其列为1类致癌物），但传统诊断依赖胃镜活检，过程痛苦且依赖专业设备。更棘手的是，口腔可能成为细菌的“避风港”，导致治疗失败和复发。如何实现无创、快速的早期诊断，成为临床和科研的迫切需求。

为解决这一难题，来自巴西和德国的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表了一项突破性研究。他们开发了一种基于电化学阻抗谱（EIS）的生物传感器，通过检测唾液中H. pylori的致癌蛋白CagA，实现了15分钟内的高灵敏度诊断。

研究团队采用聚吡咯纳米管（PPy-NTs）与羧基化多壁碳纳米管（MWCNT-COOH）修饰丝网印刷碳电极（SPCE），利用EDC/NHS化学共价固定CagA单克隆抗体。关键技术包括：1）SEM和电化学表征材料形貌与性能；2）EIS无标记检测原理（利用蛋白质绝缘特性增加电荷转移电阻r_ct）；3）临床验证采用20例经胃镜活检和快速脲酶试验（RUT）确诊的患者唾液样本。

2.1 生物传感器构建与表征
SEM显示PPy-NTs呈现纳米管状结构（图1a），MWCNT-COOH均匀覆盖后形成网状形貌（图1b）。CV测试表明MWCNT-COOH略微降低电流强度，但EIS拟合的传输线模型显示其显著提升r_ct值（126 Ω→325 Ω），为生物分子结合提供理想界面。抗体固定后r_ct进一步增加，证实了生物传感器的成功构建（图3b）。

2.1.1 分析性能评估
在PBS中检测CagA时，传感器展现出超宽线性范围（0.5 pg mL^?1–3.3 ng mL^?1）和109.9 fg mL^?1的检测限（图4），灵敏度较同类技术提升千倍（表1）。这归功于EIS对表面变化的极高敏感性，以及纳米材料增大的抗体负载面积。

2.1.2 唾液样本检测
临床验证中，传感器准确区分15例阳性与5例阴性样本（图5a），仅1例假阴性（HP20）。ROC曲线AUC达0.973（95% CI: 0.901–1.046），特异性100%，灵敏度80%。值得注意的是，唾液样本仅需稀释无需复杂预处理，且回收率试验显示基质干扰可忽略（105.09%–112.41%）。

这项研究首次将电化学生物传感器应用于H. pylori唾液临床检测，其无创性、便携性和低成本特性，有望替代胃镜作为筛查工具。尤其对于儿童、老年人和资源匮乏地区，该技术提供了革命性的解决方案。未来需扩大样本量验证稳定性，并深入探索口腔CagA与胃部感染的关联机制。正如作者强调，这项技术不仅是诊断工具的突破，更为理解H. pylori传播路径提供了新视角。