澳大利亚科学家开发出一种生物传感器,能快速检测唾液中的心力衰竭生物标志物S100A7,提供简单无创的疾病识别方法。这项发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》上的突破,可能使心力衰竭筛查更易获取,尤其对偏远和资源匮乏社区。
全球有6400万人受心力衰竭影响,但当前诊断方法存在显著局限。血液检测、临床评估和影像技术往往费用高昂且地理覆盖受限,导致诊断延迟——此时治疗方案已极为有限。
"早期症状通常隐匿且非特异,患者往往在疾病晚期才接受治疗,"昆士兰科技大学合成生物学卓越研究中心的首席作者罗克珊·穆特什勒博士表示。
S100A7生物标志物由格里菲斯大学钱明迪·普尼亚迪拉教授团队发现。研究人员摒弃了依赖天然抗体的传统方法,转而采用mRNA展示技术从头定制蛋白质探测器。他们创建了数百万种不同版本,并通过竞争筛选出最能精准锁定心力衰竭标志物的设计方案。
优胜设计随后在细菌中量产,过程类似啤酒酿造,但目标是蛋白质生产。这种合成生物学方法比传统技术更快捷、更经济,且只需更换靶向生物标志物即可检测不同疾病。
昆士兰科技大学的合著者崔政玲博士指出,新冠疫情提升了学界对无创易获取生物流体用于心力衰竭诊断的兴趣。唾液正日益用于检测癌症和心血管疾病等全身性疾病,因其能准确反映系统状态。
健康人唾液中S100A7水平通常较低,而心力衰竭患者含量约为两倍。该检测能可靠识别这一差异。
在对31名心力衰竭患者的唾液测试中,生物传感器与标准医学检测结果匹配率达81%。更重要的是,它在正确识别非患者方面表现更优(特异性82% vs 传统检测52%)。
穆特什勒博士表示,这种适用于多种疾病的现场即时检测将缓解集中化实验室和医院的压力。"该研究通过助力民众在疾病发作前识别征兆并轻松监测进程,推动了个性化医疗的发展。"
由于样本量较小,研究人员需开展更大范围测试才能投入临床应用,同时正优化设备以检测更广范围的蛋白质水平。但初步结果令人振奋。
该方法同样适用于其他疾病。研究团队表示,只需更换检测模块即可追踪身体不同预警信号。"就像更换电动工具的附件,"穆特什勒博士比喻道,"基础系统保持不变,但可适配检测不同健康问题。"
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