好消息！中国科学家开发了一种可以早期筛查癌症的方法，有望实现临床治疗

近年来，由于饮食、环境、人口老龄化等因素，全球癌症发病率不断上升，癌症逐渐成为每个人生命中最大的“杀手”。近日，国家癌症中心发布 2024 2008年我国癌症报告，报告提供 2022 最新统计数据显示，中国兴新癌症病例及死亡率。

调查数据显示，2022 2008年，中国新发癌症患者人数约为 482.47 万，新增癌症病例约 257.42 万、五大新发癌分别为：肺癌、结直肠癌、甲状腺癌、肝癌、胃癌。

预防癌症的关键：

早期治疗，早期治疗

看完这个数据，我忍不住毛骨悚然！更可怕的是，一些早期癌症的前兆是鼻塞、出血性鼻涕、流鼻血、耳鸣、耳痛、持续低烧、异常肿块、溃烂等不明原因的突出疾病。

然而，大多数癌症在早期通常没有明显的症状，癌症的发展过程大多非常迅速。如果你等到症状出现，再去寻求医疗援助，癌症可能已经进展到晚期，这个时候的治疗难度和复杂性会大大增加。

若能在癌症初期及时诊断出来，就可以通过手术等方法彻底治愈。所以，预防癌症最关键的措施就是“早诊早治”。

癌症早期筛查的常用方法有 X 光片、超声波、胃镜、肠镜等。但是，这些方法不仅使被检测者苦不堪言，而且存在灵敏度低、时间长、价格昂贵等问题。

所以，有什么好的方法可以高效、灵敏地检测每个人是否患有癌症呢？

miRNA 可作为癌症

“隐形信号”早期筛选

不得不在这里介绍下“miRNA”，又称为 microRNA，这是一种很微妙的核酸。2024 年度诺贝尔生理学或医学奖颁发给维克托·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），对他们的发现进行表彰 miRNA 它在转录后基因调节中的作用。

许多朋友可能会想知道什么叫什么。 miRNA，它们的作用是什么，能做什么？为什麽要给发现者这么高的荣誉？

众所周知，人类是具有语言、思维和思维能力的高级动物，但人类的基因数量与鸭子、苍蝇甚至香蕉相似！很多朋友可能会很震惊。是什么导致了这么大的差异？这些大部分都是 miRNA 的功劳。

生物体中的每一个基因都像房间里的闪光灯，可以打开或关闭灯光，也可以调节灯光强度。虽然闪光灯总数相同，但不同的开灯情况和不同的亮度最终会导致不同的房间明暗。这个道理也类似于物种的差异，miRNA 它起着基因开关的作用，掌握着特定基因的表现，我们体内的每一个细胞都在各司其职，细微的核糖核酸也是如此。

miRNA 存在于每一个细胞中，并能在血液中稳定循环，它们是身体健康的信号源，如果我们的身体受到细菌感染、病毒损伤等伤害，miRNA 为了告知危险的到来，特别是在预防癌症疾病方面，水平会发生显著变化，只要接受就可以了。 miRNA 我们可以在疾病发生前预测发出的异常信号的风险。

设计“分子钩”捕捉

癌症“隐形信号”

所以，如何准确地知道呢？ miRNA 发出的信号与特定疾病有什么关系？

我们需要开发一个灵活、高效、准确的检测系统。

多年来，我们的团队(中国科学院苏州医工研究所缪鹏研究小组)一直致力于研究与癌症有关的问题。 miRNA 通过对核酸结构的精细研究，对检查工作进行了巧妙的设计，即“分子钓钩”DNA 这种结构能敏感快速地捕捉到癌症的隐形信号——“猎食分子”miRNA。

在这里，我们需要引入“纳米”的概念。如果沿着直径把一根头发切开，然后分成 10 一万份，每一根新发丝的直径就是 1 所以纳米。DNA 在生物体内的许多场景中，纳米结构很小，可以自由流动。

所以，纳米还有别的 DNA 如何组装截锥结构？

大多数小伙伴都玩过乐高的搭建游戏，通过根据不同的组装方式，将不同形状的积木搭建成不同的几何模型。DNA 圆锥的组装也类似于这个原理，我们需要设计不同的 DNA 用分子代替各种积木，按照一定的规则形成截锥体的空间结构。

首先，我们将四条链(TPF1,TPF2,TPF3,TPF4)组装成一个 DNA 三角形，固定在金电极的表面， TPF1、TPF2、TPF3 所有这三条链都有一条叫做 DBCO 基团标签。另外，我们还有一条特殊的链条(TPF5)，它可以捕捉“狩猎”miRNA “诱饵”链，它的特定区域可以与特定区域 TPF1、TPF2、TPF3 三条链结合，同时将 DBCO 在“分子钓钩”的截锥体中密封基团。

由于 TPF5 对 miRNA 具有较高的结合性，miRNA 会优先与 TPF5 结合。所以，当“猎食”miRNA TPF5出现的时候 就像一个“诱饵”。

当 TPF5 与 miRNA 结合时，原本封闭的截锥顶部将打开，恢复为开放式三角形结构。这个时候，就会有一种叫做 DSN 双链特异性核酸酶，就像剪刀一样，可以切割结合的核酸酶。 TPF5 与 miRNA 杂合链，让 miRNA重新获得自由。如此，释放出来 miRNA 再一次可以在另一个截锥上使用。 TPF5 结合起来，然后捕捉更多 TPF5。

经过多次循环，大多数截锥体都变成了开放式三角形结构。此时，“猎食” miRNA 还捕捉到了足够多的“诱饵”， TPF5 失去太多，那些含有太多的东西 DBCO TPF1标签链、TPF2、TPF3)就会出现，此时，它们将与另一端一起包含。 N3 基团探针链 P1 结合起来，然后在金电极表面形成特殊的发夹结构。

因为探针 P1 链条的另一端携带信号分子二茂铁。通过电化工平台，我们可以观察到电流峰值的显著变化。当 miRNA 当浓度增加时，电流曲线的峰值会越来越高。通过测量曲线的峰值，可以间接测量“隐形信号” miRNA 含量，从而提前预测疾病。

相反，当 miRNA 未出现时，DBCO 基团便被封闭在截锥体内，TPF 链不能和 P1 链条结合，电极表面无法形成发夹结构，伏安曲线无法观察到明显的峰值。

这一战略采用“分子钩”捕捉癌症“隐形信号”，构思先进，设计精巧，有利于癌前病变的初步检测。

“分子钩”是有望的

在临床癌症早期筛查中应用

截锥体作为“分子钩”，由人体内的核酸链组成，具有高度的生物相容性，有望应用于临床癌症早期筛查。检查时，只需取少量被检测者的血清，等待反应。 30 你可以在几分钟内得到结果。 miRNA 如果数值超过标准范围，则意味着被检测者可能患癌症，应及时到医院进一步检查，以达到早期预防、早期治疗、早期康复的目的。

生活是未知的，但我们可以借助技术的力量尽快发现风险，尽快治疗。与其“谈论癌症变色”，不如防患于未然。让我们一起行动，为我们的健康加油！

参考文献

[1]Han, B. F.; Zheng, R. S.; Zeng, H. M.; Wang, S. M.; Sun, K. X.; Chen, R.; Li, L.; Wei, W. Q.; He, J. Cancer Incidence and Mortality in China, 2022. Journal of the National Cancer Center 2024, 4, 47-53.

[2]Wang, T. T.; Zheng, X. Y.; Chai, H.; Miao, P. DNA Nanostructure Disintegration-Assisted SPAAC Ligation for Electrochemical Biosensing. Nano Letters 2024, 24, 12233-12238.

[3]Lee, R. C.; Feinbaum, R. L.; Ambros, V. The C. Elegans Heterochronic Gene Lin-4 Encodes Small RNAs with Antisense Complementarity to Lin-14. Cell 1993, 75, 843-854.

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作者|王婷婷 缪鹏 苏州生物医学工程技术研究所中国科学院

制片人|中国科普博览会

原题：“喜讯！中国科学家开发了一种可以早期筛查癌症的方法，有望实现临床治疗。

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