灵感取自萤火虫！东大团队研发出独特探针，提前揪出阿尔茨海默病

萤火虫为什么会发光？大自然中的生物反应，成了东南大学科研团队的重要灵感。近日，东南大学生物科学与医学工程学院、数字医学工程全国重点实验室梁高林教授团队成功研发一款基于β-分泌酶（BACE1）激活的氟-19磁共振/近红外荧光双模态纳米探针，攻克了阿尔茨海默病早期成像诊断的行业痛点，相关研究成果发表于国际顶级期刊《Angew.Chem.Int.Ed.》（《德国应用化学（国际版）》）。

秘密武器：从萤火虫的发光机制找灵感

长期以来，阿尔茨海默病早期诊断一直是医学界的棘手痛点，现有临床影像技术的固有短板，让超早期病灶始终处于“看不清、判不准、定不了位”的困境。目前医院主流的磁共振成像分辨率出众，能够清晰呈现脑部组织结构，但灵敏度不足，无法捕捉疾病初期的微小病变；PET/CT等检测技术虽然灵敏度更高，能识别细微异常信号，却存在分辨率缺陷，难以精准锁定病灶具体位置，两种主流检测方式各有短板、无法互补兼容。

此外，医学界公认β-分泌酶是阿尔茨海默病发病初期最核心的生物标志物，是预判病情的“先行信号”，但全球始终缺乏成熟的体内成像技术。传统的脑脊液、血液检测不仅属于有创操作，会给患者带来不适，更无法直观反映脑部原位的酶活性，临床上对于无创、高灵敏、高特异性的超早期诊断工具，有着极其迫切的需求。

为破解这一系列技术壁垒，东南大学生物科学与医学工程学院、数字医学工程全国重点实验室梁高林教授团队，依托深耕多年的CBT-Cys点击反应技术，创新提出“组装-解组装”智能探针设计理念，打造出了基于β-分泌酶（BACE1）激活的氟-19磁共振/近红外荧光双模态纳米探针。

而这项核心技术的灵感来源，正是看似不起眼的萤火虫。十多年前，梁高林教授团队深入研究萤火虫的发光原理，拆解解析了萤火虫体内荧光素的合成通路，由此衍生出独家的CBT-Cys点击反应技术，也为此次的科研突破埋下了伏笔。

精准打击：搭载“智能开关”靶向病灶

这款新型纳米探针最大的亮点，是自带“智能开关”机制，完美解决了传统检测信号干扰大、准确率低的问题。

人体中的氟元素大多以氟化钙形式固定存在于骨骼和牙齿中，不会产生磁共振背景信号，这也成为该探针的核心优势。探针进入人体后，会通过点击反应迅速自组装成纳米球，此时氟-19磁共振和荧光信号会同步处于“关闭”状态，在人体循环过程中几乎不会产生背景干扰信号，不仅有效规避了误诊风险，还能大幅降低检测注射剂量，提升检测安全性。

当探针随体液循环抵达脑部病灶区域后，病变部位特有的β-分泌酶会精准切割探针的多肽结构，稳定的纳米球随之解体为小分子，原本关闭的氟-19磁共振和荧光信号瞬间被“点亮”，实现了病灶的特异性、靶向性识别，真正做到“无病灶不发光，有病灶必响应”。

据团队核心成员占文俊副研究员介绍，这款多功能纳米探针由四大核心模块构成，各司其职、精准配合，分别是可触发点击反应的特异性基团、作为酶切靶点的多肽序列、氟-19信号源以及近红外荧光团。四大模块的协同工作，打造出了氟-19磁共振+近红外荧光双模态成像体系，两种检测模式优势互补、双向兜底，让诊断精准度拉满。

多项细胞与活体模型实验，充分验证了这款探针的超强成像能力与检测可靠性。细胞实验数据显示，经过病变诱导的脑细胞，其氟-19磁共振信号强度是正常细胞的4.6倍，近红外荧光信号强度也达到正常细胞的1.5倍，病变细胞与健康细胞的信号差异清晰分明、一目了然。

在活体斑马鱼模型实验中，该探针能够精准锁定脑部病灶，双模态信号同步清晰显现，而传统水质子磁共振则完全无法区分病变区域与健康区域，优劣对比十分明显。

未来应用：大幅缩短新药研发周期

相较于传统检测技术，这款国产纳米探针最核心的突破，是大幅提前了阿尔茨海默病的诊断窗口，无需等到脑部形成特征性淀粉样斑块、无需等到患者出现失忆、认知衰退等明显症状，仅通过检测脑部β-分泌酶的活性异常，就能实现超早期筛查。

并且，该技术还能直观、精准评估β-分泌酶抑制剂的药效，为抗阿尔茨海默病新药筛选提供可视化依据，大幅缩短新药研发周期，为国内创新药企的研发工作赋能提速。

更值得骄傲的是，这款全新诊断探针是实打实的国产自主创新成果，已顺利在国产9.4T高端磁共振设备上完成全部验证，实现了国产探针与国产高端影像设备的完美适配。

长期以来，国内阿尔茨海默病早期诊断试剂高度依赖进口，不仅检测成本高昂，也受制于国外技术垄断。此次东大团队的科研突破，作为国家重点研发计划支持的国产高端试剂，有望彻底打破进口产品的垄断格局，有效降低国内医疗机构的检测成本，让高精度、超早期的阿尔茨海默病筛查走进更多普通家庭。

通讯员 吴涵玉 现代快报/现代+记者 李楠 文/摄