SERS-sensor basert på CHA-reaksjon for EGFR-mutasjonstyping ved avansert lungekreft

Med den kontinuerlige utviklingen av medisinsk teknologi, spesielt molekylærbiologisk teknologi, har målrettet terapi for lungekreft gjort raske fremskritt, og prognosen for målrettet terapi er betydelig forbedret sammenlignet med kjemoterapi. I klinisk praksis bidrar molekylær typing av EGFR-mutasjoner til rettidig og optimal tumorbehandling. For tiden inkluderer vanlige deteksjonsmetoder Sanger-sekvensering, neste generasjons sekvensering (NGS) og RT-PCR, og de fleste av prøvene deres er fra tumorvev. Imidlertid har defektene til vevsprøver som liten mengde, lang deteksjonssyklus, heterogenitet og invasivitet ført til utfordringer for anvendelsen av disse metodene. Derfor, for å overvinne de mange begrensningene som står overfor ved påvisning av genmutasjoner i tumorvev, er det av stor betydning å søke gjennomførbare alternativer som er enkle å få tak i og lav påtrengning for EGFR-mutasjonsscreening. Tidligere rapporter har vist at klinisk serumsirkulerende tumor-DNA (ctDNA) beholder relativt fullstendig genetisk informasjon, og EGFR-mutasjoner i tumorceller kan reflekteres i ctDNA i sanntid. I blod har påvisning av ctDNA unike fordeler, som høy aktualitet, lave falske positiver og høy spesifisitet. Derfor, med blod som en ideell erstatning, kan lavinvasiv ctDNA-deteksjon bli et effektivt verktøy for flytende biopsi. Dessverre finnes det ingen standardisert metode for å oppdage EGFR-mutasjoner i blodprøver. Vanlige metoder for å påvise ctDNA inkluderer NGS, mutasjonsamplifikasjonsretardasjonssystem (ARMS) og digital PCR. Disse metodene har imidlertid ulemper som kompleks drift, lang tid, høye kostnader, lav sensitivitet og dårlig spesifisitet. Derfor er det et presserende behov for en ny metode for rask og sensitiv ctDNA-typing.

SERS har blitt et av de mest lovende verktøyene innen biomedisinsk analyse på grunn av sine utmerkede optiske egenskaper. Siden kopiantallet av mutant ctDNA i blod bare er 1 % av villtype-DNA, kan ikke tradisjonell SERS-teknologi oppfylle de strenge betingelsene for ultrasensitiv påvisning. Katalytisk hårnålssammenstilling (CHA) er en typisk isotermisk enzymfri signalforsterkningsstrategi. For ytterligere å forbedre den analytiske evnen til deteksjonsplattformen for ctDNA med lav overflod, kombinerte vi CHA og SERS som en biosensor konstruert som en dobbel signalforsterkningsstrategi for å forbedre den analytiske ytelsen til deteksjonsplattformen for EGFR i serum. I vår forrige studie konstruerte vi med suksess en CHA-reaksjonsmediert selvkalibrert SERS-biosensor for EGFR-mutasjonstyping (Del-19, T790M, L858R) hos lungekreftpasienter, og verifiserte nøyaktigheten, sensitiviteten og spesifisiteten til SERS-biosensoren i et lite utvalg på 32 pasienter for å være over 95 %. For å oppnå det høyeste nivået av klinisk bevis og virkelig oppnå klinisk transformasjon, har denne prospektive, multisenter kliniske studien som mål å verifisere den analytiske effektiviteten til SERS-biosensoren for EGFR-mutasjonstyping hos avanserte lungekreftpasienter.