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少抽血、少花钱、更准确!华南理工最新学术成果开辟癌症早筛新路径

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今天出版的《求是》杂志发表重要文章《加快建设健康中国》。文章强调,到2035年建成健康中国,是中央作出的一项战略决策。不久前公布的广东省“十五五”规划纲要中也提出,要实施健康优先发展战略,扎实推进健康广东建设。

华南理工大学紧扣国家战略要求和大湾区发展需要,持续探索顶尖工科赋能医学的发展路径,深耕医工交叉创新,在学科建设、人才培养和临床平台布局等方面取得丰硕成果。就在7月30日,华南理工大学第五所附属医院——附属第三医院挂牌成立,致力打造粤港澳大湾区东部区域医疗中心。

与此同时,学校医工交叉领域也传来令人振奋的突破性进展——由华南理工大学林志伟教授团队联合中山大学肿瘤防治中心(以下简称中肿)完成的一项液体活检研究成果,为癌症常态化早筛开辟了低成本新路径。


“抽血验癌”(液体活检)因微创、便于重复检测等优势,一直被视为癌症早期筛查的重磅技术。

但传统方案受限于高成本(5000–10000元/次)、高采血量(10–20 mL)以及严重依赖大型实验室等核心痛点,难以真正走向大众普及。

针对这些瓶颈,林志伟教授团队联合中山大学肿瘤防治中心,由华工团队主导技术攻关、中肿团队提供临床样本支持,创新性地开发出一种“感知式”液体活检技术,成果发表在国际顶尖学术期刊Science Advances上。该论文由华南理工大学博士生陈飘逸与中肿郑炘老师担任共同第一作者,林志伟教授为通讯作者。

团队利用精确结构的 DNA-碳纳米管作为传感阵列,并结合机器学习,构建出人工感知系统(APS )为癌症的常态化早期预警开辟了全新的低成本路径。

该系统巧妙地将血液中极其微弱的癌症信号转化为多通道的“光学指纹”,再由 AI 进行智能解析,实现癌症精准识别。


破局传统筛查

从“找确定点位”到“读取整体”

传统检测试图逐一寻找特定的癌症标志物,但早期样本中标志物浓度极低,极易漏诊。

华工团队研发的这一APS,巧妙借鉴了人类的感觉机制。就如同嗅觉,在我们分辨醋、酒还是香水时,鼻腔并不是靠某一种特定的“酒精分子传感器”,而是由多个嗅觉传感器共同捕捉复杂的混合分子,在脑海中形成独一无二的“气味指纹”

APS利用DNA精确修饰的碳纳米管组成超灵敏“感知阵列”,当血液接触时会触发多通道的光信号变化,形成专属的“血液光指纹”。

它无需执着于单一靶点,就能精准捕捉整体病理状态。


图1. 人工感知系统的设计与检测原理

纳米阵列+AI大脑

准确判定,早期预警

极度精准统一的纳米传感器构成了稳定可靠的“感知器官”,后台的 AI 算法则充当“认知大脑”,快速交叉比对光指纹并给出疾病预警。

临床验证显示,APS从健康人群中区分肝癌、肺癌和卵巢癌的总体准确率为88.9%。

值得一提的是,在常规肿瘤标志物容易失灵的Ⅰ期早期肺癌检测中,依然达到了92%的高灵敏度,并保持了95%的特异性。

这意味着“极早发现、极少误报”成为现实。

几滴血、百元级

走向普及的常态化早筛利器

相比传统动辄数千上万元、抽血量大的基因测序方案,APS每次检测仅需0.5毫升血清,仅仅需要几滴血。

而且,研究阶段的成本估算仅约百元以内,且无需昂贵大型设备与多个专业实验室流转

目前方法验证已经完成,未来将利用更大规模的临床数据来夯实可靠性。

这项“少抽血、少花钱、更准确”的创新成果,有望让常态化癌症早筛真正走近百姓身边。

该工作得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究项目、广州市科技菁英“领航”项目、中央高校基本科研业务费、华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室基金、小米基金会等多个项目和基金的支持。

文章链接

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef9530


得益于在医工结合领域的持续深耕,华南理工大学已在生物医学检测、人工智能辅助病理诊断、新型生物材料等方向上取得一系列重要突破,在Nature等顶尖期刊发表学术论文,多项交叉成果实现临床转化。

华南理工大学部分和癌症治疗相关的成果发表于国际顶尖学术期刊
自2014年成立医学院以来,华南理工大学已构建本硕博完整的人才培养体系,先后挂牌5所附属医院,8个涉医学科全部进入ESI全球前1%,目前正着力推进生命健康学科群、生物制造与主动健康交叉学科研究院建设。

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信息来源:前沿软物质学院、往期报道

微信编辑:鲍恩

初审:冀早早

复审:卢庆雷

终审:夏正林

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若需转载,敬请联络

邮箱:hgxcb@scut.edu.cn


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