美国麻省理工学院Zhong等开发出了靶向肺癌蛋白的纳米传感器（PATROL），这是一种携带肿瘤反应性寡核苷酸特征编码的、可雾化吸入的即时检测的纳米传感器。如果肺癌发现携带肿瘤特征蛋白质的该纳米传感器，肺癌相关蛋白酶就会选择性酶切该传感器，释放合成DNA报告基因于尿液中，这种信号可以被试纸条检测到。（Sci Adv. 2024; 10: eadj9591.）

工作原理 

该纳米传感器是一种包被DNA特征序列的纳米颗粒聚合物，该DNA特征序列是一种独特的且易于识别的短链DNA序列。

研究人员设计了可关联Ⅰ期肺腺癌相关蛋白酶的传感器。当传感器与该靶蛋白接触后，蛋白酶会切断DNA特征序列，使其进入血液并随尿液排出。试纸条可以检测到该特征序列，在浸入液中约20分钟后即可显示结果。

研究结果

研究者在荷有类似人类肺部肿瘤的基因工程小鼠中测试了这一系统。使用气溶胶喷雾器，研究者向Ⅰ期或Ⅱ期荷瘤小鼠的呼吸系统中输送了20个纳米传感器，并使用机器学习算法确定了4个最精确的传感器。当特异性为100%时，这4个传感器的敏感性为84.6%。 

从吸入到被检出的时间也相对较短，在小鼠身上，整个过程大约需要2小时。 

此外，该技术已在肝癌和非酒精性脂肪性肝炎的Ⅰ期临床试验中进行了测试。

研究者说

Zhong等表示：这是一种更复杂的验孕棒式的检测手段，但使用起来非常简单。吸入式的使用方式具有两个优点：一是非侵入性，二是在肺内的分布相当均匀。

这项技术还可以用于诊断哮喘和慢性阻塞性肺病等其他肺部疾病。不过，该技术被应用于人体时可能会出现挑战，因为许多因素参与液体量的调节，例如饮食、水合作用、药物干扰、肾功能和一些慢性疾病等，这些都可能会干扰尿液中化合物的检测能力。此外，人类癌症可能更具异质性，因此4个纳米传感器可能不够。

（编译 李金珠）