由于生物系統(tǒng)中的低豐度和高樣本復(fù)雜性,腫瘤生物標志物檢測難度極大,然而腫瘤生物標志物檢測在疾病的診斷、藥物篩選、預(yù)后評估和治療手段選擇等多方面有著重要作用。蛋白類和腫瘤細胞類作為兩種主要的生物標志物在體內(nèi)發(fā)揮著重要作用。多種技術(shù)如電化學(xué)傳感器、質(zhì)譜、蛋白質(zhì)印跡法等方法應(yīng)用于生物標志物的檢測,然而,以質(zhì)譜技術(shù)和蛋白質(zhì)印跡法技術(shù)為例,受限于高昂的設(shè)備成本和復(fù)雜繁瑣的操作。由于電化學(xué)方法其高靈敏、檢測快速、操作簡便等顯著特點,被廣泛應(yīng)用于蛋白類生物標志物的檢測。但在檢測復(fù)雜生物樣本中的低濃度生物標志物時,傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器受限于有限的靈敏度和嚴重依賴昂貴且不穩(wěn)定的抗體,因此開發(fā)新型高效無抗體電化學(xué)傳感器用于蛋白類生物標志物的檢測意義重大。循環(huán)腫瘤細胞是一種特殊的腫瘤細胞類生物標志物,其篩選方法一般需要先對血液中低濃度的細胞進行有效富集,再通過熒光等方法進行鑒別,主要需要解決以下問題:i)單細胞或者稀有細胞的高靈敏檢測;ii)假陽性率;iii)細胞熒光成像低信噪比;iv)細胞熒光成像窄動態(tài)范圍。與傳統(tǒng)的循環(huán)腫瘤細胞篩選方法不同,富集的循環(huán)腫瘤細胞在磁力擠壓過程中可以有效地調(diào)節(jié)細胞表面的生物標志物... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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中國和美國2018年所有癌癥預(yù)估的發(fā)病例數(shù)和死亡例數(shù)[1]

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文2圖1-2亞洲部分國家2018年預(yù)估所有癌癥發(fā)病例數(shù)和死亡例數(shù)[1]。Figure1-2.Estimatednumberofincidentcasesanddeathsallcancers,bothsexes,allagesforpartialAsiancountriesin2018.世界衛(wèi)生組織明確指出了早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療的癌癥治療策略，因此做好早期篩查具有重要的意義[2]，癌癥診斷技術(shù)可以規(guī)避在腫瘤中晚期治療效果差且費用昂貴等問題。以癌中之王的胰腺癌為例，據(jù)統(tǒng)計，胰腺癌五年存活率只有6%左右，通過胰腺癌早診，五年存活率可以提高30-40%[3]，大大改善生活質(zhì)量和治療效果。另外，以老齡人大腸癌為例則更加明顯，如果對50歲及其以上無癥狀人群做早期大腸癌篩查，其死亡率可以降低60%，且發(fā)病率降低76%-90%[4]。同時由于中國較薄弱的診斷意識和其醫(yī)療水平有限（尤其是在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)）[5]，中國首診癌癥病人所占比例在10%以下，大部分的病人錯失了癌癥治療的最佳時機。因此開發(fā)靈敏度高、特異性強、使用簡便、無創(chuàng)/微創(chuàng)、價格親民的癌癥診斷方法迫在眉睫[6]。1.1.2腫瘤細胞及其生物標志物的檢測意義癌癥作為惡性腫瘤中最常見的一類，而腫瘤的主要成分是腫瘤細胞，惡性腫瘤本質(zhì)即腫惡性瘤細胞。腫瘤細胞具有不受抑制，無限生長和無限繁殖的特點（圖1-3）[7]，同時惡性腫瘤細胞的生長和分裂都快于正常細胞，導(dǎo)致快速增殖為惡性腫瘤。而惡性腫瘤對機體有諸多危害：i）破壞全身器官結(jié)構(gòu)和功能；ii）轉(zhuǎn)移并

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文3且侵蝕相鄰器官，致使機體功能紊亂[8]；iii）阻塞和壓迫（食管、血管等）[9]；iv）相應(yīng)器官部位發(fā)熱疼痛[8]；v）機體功能下降如貧血、消瘦、無力和免疫力降低等[10-14]。因此腫瘤細胞的分析對于惡性腫瘤的篩查和治療至關(guān)重要[15]。圖1-3腫瘤細胞和正常細胞不同的增殖方式。Figure1-3.Differentproliferationmodesoftumorcellsandnormalcells.生物標志物（biomarker）[16-18]是標記器官、組織、細胞及亞細胞發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能改變時可能發(fā)生改變的生化指標。換言之，生物標志物的激增或者顯著變化可以作為腫瘤發(fā)生的信號[19]，提示腫瘤組織的細胞增殖分化[20]，具體而言，可能是某一生化反應(yīng)發(fā)生顯著性的代謝性變化，既可以是某一個體的單獨現(xiàn)象，也可以是某個種群或者族群甚至生態(tài)系統(tǒng)的異常變化[21,22]。如圖1-4a所示，生物標志物廣泛存在機體內(nèi)，如蛋白質(zhì)、小分子化合物、各種酶、DNA、RNA和腫瘤細胞等[3,23,24]，同時生物標志物具有對特定靶向物質(zhì)起作用的特異性、快速響應(yīng)的高靈敏度等優(yōu)點，在其用于診斷方面具有珍貴的臨床前&臨床重要性、高效的診斷預(yù)測性（圖4-1b）[14,25,26]，可以廣泛用于疾病的診斷、藥物篩癬預(yù)后評估和治療手段選擇并且提供更加精準的治療指導(dǎo)等[27-29]。圖1-4生物標志物的種類、特性及其作用。Figure1-4.Thetypes,characteristicsandfunctionsofbiomarkers.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A Plasmonic Mass Spectrometry Approach for Detection of Small Nutrients and Toxins[J]. Shu Wu,Linxi Qian,Lin Huang,Xuming Sun,Haiyang Su,Deepanjali D.Gurav,Mawei Jiang,Wei Cai,Kun Qian.  Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]Epidemic trend,screening,and early detection and treatment of cancer in Chinese population[J]. Xiao-Nong Zou.  Cancer Biology & Medicine. 2017(01)



本文編號：3105110