研究人员经常使用抗体来检测特定分子或生物标记，因为它们在识别目标方面非常精确。然而，即使对于最可靠的方法来说，检测血液样本中微弱的癌症迹象也是一个挑战。
大阪都立大学的研究人员现在发现，通过添加一些额外的光，这些分子探测器可以得到一点增强。他们利用激光辐射加速了抗体-抗原相互作用，在几分钟内检测到微量的结直肠癌生物标志物。
结直肠癌是全球第三大最常见癌症，也是癌症相关死亡的第二大原因。早期检测仍然是科学家们正在努力加强的重要防线。
目前针对癌症生物标志物的血液测试通常需要漫长的准备步骤，并且当生物标志物水平非常低时灵敏度有限。”
Takuya Iida，大阪都立大学 LAC-SYS 科学研究生院 (RILACS) 教授，该研究的主要作者
“我们的目标是开发一种更快、更灵敏的方法来检测糖蛋白 CEACAM-5，这是一种与结直肠癌相关的生物标志物。”
测量疾病生物标志物的传统方法通常使用免疫测定，其中抗体识别并结合特定的靶蛋白。然后，结合事件通常通过附着在抗体上的酶转化为可检测信号。
然而，此类测定需要数小时的孵育和洗涤步骤，而且检测血液中的目标蛋白可能是一个真正的挑战，因为它被数千种其他蛋白质和许多其他物质包围。
研究人员将多种抗体附着在微小的珠子上，并将它们引入含有血浆的小流动通道中。当施加激光时，光诱导加速系统 (LAC-SYS) 增强了抗体包被的珠子和 CEACAM-5 之间的相互作用，导致珠子聚集。研究人员可以测量所得的珠子组件，作为 CEACAM-5 存在的信号。
Iida 说：“我们的光诱导检测技术可以在几分钟内检测到血液中极少量的 CEACAM-5，而传统方法需要几个小时。”
他们的方法在芝麻大小的稀释血浆中检测到 CEACAM-5 的浓度为每毫升 1-10 皮克。每次实验均连续稀释5μL血浆，主要使用稀释1000倍的结直肠癌患者样本。这意味着酶联免疫吸附测定和免疫沉淀等传统免疫测定的检测范围可能提高一到两个数量级。研究人员还发现了关于癌症生物标志物的一些意想不到的事情。
“我们发现 CEACAM-5 以纳米级聚集体的形式存在于血液中，”Aida 说。
这些基团与抗体包被的珠子有效地相互作用，帮助它们聚集并产生强烈的可检测信号。这可以解释系统如何在如此低的浓度下识别 CEACAM-5。
这些发现的影响超出了结直肠癌的范围。由于该技术依赖于抗体检测，研究人员希望将其应用于其他疾病相关的生物标志物，包括痴呆症和传染病。
Aida 说：“我们的研究结果有助于更早、侵入性较小的癌症检测，并为液体活检技术带来新的机遇。”
下一步是在临床环境中验证该技术，并确定其检测疾病相关体征的可靠性。该团队还致力于与行业合作伙伴合作开发实用的便携式诊断系统。
Aida 说：“最终，我们的目标是为液体活检和其他基于血液的诊断技术建立一个快速、高灵敏度和微创的平台，以支持早期疾病检测和干预。”
该研究发表于 纳米级视野。
来源：
大阪都立大学
期刊参考：
艾达，T.， 和其他人。 (2026) 光诱导加速 CEACAM-5 和抗体之间的特异性结合，用于结直肠癌的早期检测。 纳米级视野。 DOI：10.1039/d6nh00017g。
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