基于胆汁clusterin(CLU)蛋白的光纤生物传感器联合消化内镜实现胆管癌实时诊断的创新研究

本研究针对胆管癌(CCA)早期诊断困难的临床难题，通过蛋白质组学筛选出胆汁生物标志物CLU，开发了基于表面等离子体共振(SPR)原理的光纤生物传感器。该传感器与消化内镜整合后，可在2秒内完成活体实时检测，经猪模型和120例患者验证显示AUC达0.854，灵敏度91.8%，为CCA早期诊断提供了突破性技术。

　　

胆管癌(Cholangiocarcinoma, CCA)被称为"沉默的杀手"，其5年生存率仅7%-20%，主要归咎于早期诊断手段的匮乏。现有影像学和内镜活检技术存在特异性低、有创性强等局限，而实验室检测又面临耗时长的困境。更棘手的是，胆汁这种富含生物标志物的体液长期未被有效开发利用——传统检测方法难以克服其复杂成分的干扰，也无法实现术中实时分析。这种诊断困境促使研究者们开始探索"液体活检+即时检测"的新范式。

研究团队通过多中心队列和双重蛋白质组学分析，在583例样本中锁定CLU作为关键标志物。值得注意的是，胆汁CLU主要以游离蛋白形式存在（占比>90%），这为抗体直接检测扫清了技术障碍。团队创新性地将抗CLU单抗与直径仅0.488mm的光纤SPR传感器结合，开发出能穿透内镜工作通道的微型探测器。该传感器在37°C、pH6.8-7.9环境下保持稳定，对EGF、IL-8等干扰物表现出绝对特异性，检测限低至2.3148 ng/mL。

关键技术包括：1）基于中国兰州和泰国双队列的胆汁蛋白质组学筛选；2）抗CLU单抗的制备与表征；3）SPR光纤传感器的设计与温度/pH稳定性测试；4）猪模型内镜整合实验；5）120例患者（59例CCA/61例良性病变）的临床验证。

CLU作为生物标志物及其在胆汁中的存在形式

通过比较兰州队列（5例CCA/4例胆管结石）和泰国队列的蛋白质组数据，发现CLU在CCA胆汁中特异性高表达（fold change≥5.0，p<0.01）。574例验证队列显示其诊断AUC达0.843。创新性地分离微囊泡(MVs)、外泌体(EXs)和游离蛋白组分，证实CLU主要以游离形式存在（占比93.7±4.2%），Western blot显示CCA组CLU表达量较良性组高3.1倍。

光纤生物传感器的设计与表征

传感器采用金膜表面固定抗CLU抗体的设计，在0.488mm直径光纤上实现抗原抗体结合检测。标准曲线R²=0.989，在含K⁺、Ca²⁺等干扰物的混合液中仍保持特异性。突破性地实现2秒快速检测，10秒内探头温度变化<0.3°C，14天储存后信号衰减<5.1%。

胆汁CLU检测性能

在59例CCA和61例良性病变中，传感器检测的ROC曲线AUC达0.854（95%CI 0.786-0.922），灵敏度71.2%，特异性91.8%。值得注意的是，在37-40°C和不同pH条件下波长偏移差异<1.5nm，经邻苯二甲醛消毒后信号变异系数仅2.3%。

生物安全性与动物实验

猪模型证实2.5米长传感器可顺利抵达十二指肠乳头，术后7天血液学指标均恢复正常。CD3/CD68免疫组化显示胆管、胰腺等器官无炎症反应。细胞实验证实传感器条件培养基对HUCCT-1细胞存活率无影响（98.4±1.2% vs 对照组99.1±0.8%）。

临床整合应用

在3例胆管狭窄患者中实现术中实时检测，其中1例检测值9.32nm（低于cut-off值17.03nm）与胆管镜平坦表面表现、病理结果一致。另7例验证病例仅1例误诊，显著优于传统刷检细胞学60%的灵敏度。

该研究首次将光纤传感技术与消化内镜整合，创造了CCA诊断的新范式：从"离体延时检测"迈向"在体实时诊断"。其临床意义在于：1）突破性缩短诊断时间至2秒；2）避免活检造成的胆道损伤；3）为无法获取组织的病例提供替代方案。研究者特别指出，该系统未来可拓展至胰腺癌等腔道肿瘤的早期筛查，但需在更大规模队列中验证稳定性。这项发表于《Med》的研究，为肿瘤即时诊断设备开发提供了标杆式范例。