SERS-anturi, joka perustuu CHA-reaktioon EGFR-mutaation tyypitykseen pitkälle edenneessä keuhkosyövässä

Lääketieteellisen teknologian, erityisesti molekyylibiologian teknologian jatkuvan kehityksen myötä keuhkosyövän kohdennettu hoito on edennyt nopeasti, ja kohdennetun hoidon ennuste on parantunut merkittävästi kemoterapiaan verrattuna. Kliinisessä käytännössä EGFR-mutaatioiden molekyylityypitys edistää oikea-aikaista ja optimaalista kasvainhoitoa. Tällä hetkellä yleisiä havaitsemismenetelmiä ovat Sanger-sekvensointi, seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS) ja RT-PCR, ja suurin osa niiden näytteistä on kasvainkudoksesta. Kuitenkin kudosnäytteiden puutteet, kuten pieni määrä, pitkä havaitsemissykli, heterogeenisyys ja invasiivisuus, ovat tuoneet haasteita näiden menetelmien soveltamiselle. Siksi, jotta voidaan voittaa monet rajoitukset, joita kohdataan geenimutaatioiden havaitsemisessa kasvainkudoksissa, on erittäin tärkeää etsiä toteuttamiskelpoisia vaihtoehtoja, jotka on helppo saada ja joiden tunkeutumiskyky on alhainen EGFR-mutaatioseulonnassa. Aiemmat raportit ovat osoittaneet, että kliinisessä seerumissa kiertävä kasvain-DNA (ctDNA) säilyttää suhteellisen täydellisen geneettisen tiedon ja EGFR-mutaatiot kasvainsoluissa voivat heijastua ctDNA:ssa reaaliajassa. Veressä ctDNA:n havaitsemisella on ainutlaatuisia etuja, kuten korkea ajantasaisuus, alhainen vääriä positiivisia tuloksia ja korkea spesifisyys. Siksi, kun veri on ihanteellinen korvike, vähän invasiivista ctDNA:n havaitsemisesta voi tulla tehokas työkalu nestemäiseen biopsiaan. Valitettavasti ei ole olemassa standardoitua menetelmää EGFR-mutaatioiden havaitsemiseksi verinäytteistä. Yleisiä menetelmiä ctDNA:n havaitsemiseksi ovat NGS, mutaatioamplifikaatiohidastusjärjestelmä (ARMS) ja digitaalinen PCR. Näillä menetelmillä on kuitenkin haittoja, kuten monimutkainen toiminta, pitkä käyttöaika, korkeat kustannukset, alhainen herkkyys ja huono spesifisyys. Siksi uusi menetelmä nopeaan ja herkän ctDNA-tyypityksen havaitsemiseen tarvitaan kiireesti.

SERS:stä on tullut yksi lupaavimmista biolääketieteellisen analyysin työkaluista erinomaisten optisten ominaisuuksiensa ansiosta. Koska mutantin ctDNA:n kopiomäärä veressä on kuitenkin vain 1 % villityypin DNA:sta, perinteinen SERS-tekniikka ei voi täyttää ultrasensitiivisen havaitsemisen tiukkoja ehtoja. Katalyyttinen hiusneulakokoonpano (CHA) on tyypillinen isoterminen entsyymivapaa signaalin vahvistusstrategia. Parantaaksemme edelleen vähäisen ctDNA:n havaitsemisalustan analyyttistä kykyä yhdistimme CHA:n ja SERS:n biosensoriksi, joka on rakennettu kaksoissignaalin vahvistusstrategiaksi parantaaksemme seerumin EGFR:n havaitsemisalustan analyyttistä suorituskykyä. Edellisessä tutkimuksessamme rakensimme onnistuneesti CHA-reaktiovälitteisen itsekalibroidun SERS-biosensorin EGFR-mutaatioiden tyypitykseen (Del-19, T790M, L858R) keuhkosyöpäpotilailla ja vahvistimme SERS-biosensorin tarkkuuden, herkkyyden ja spesifisyyden pieni 32 potilaan otos on yli 95 %. Saadakseen korkeimman tason kliinistä näyttöä ja saavuttaakseen todellisen kliinisen transformaation tämän tulevan monikeskustutkimuksen tavoitteena on varmistaa SERS-biosensorin analyyttinen tehokkuus EGFR-mutaatioiden tyypitykseen pitkälle edenneillä keuhkosyöpäpotilailla.