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MMP敏感性多肽探针高效筛查胰腺癌

发表时间:2025-04-02

    美国俄勒冈健康与科学大学Montoya Mira等报告了一种基于基质金属蛋白酶(MMP)敏感性多肽探针开发的筛查工具——PAC-MANN(全称为基于蛋白酶活性的磁性纳米传感器测试),仅需检测患者8 μL的血清样本,即可在45分钟时间内,以79%的准确率区分出胰腺癌与健康对照人群,每次筛查成本仅约1美分。(Sci Transl Med. 2025年2月12日在线版)

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    研究者使用有较高目标敏感性的电荷改变蛋白酶(CCP)分析(检测蛋白酶被酶切时的电荷由负变正),设计了由12种多肽探针组成的初步检测Panel,分析6例胰腺导管腺癌(PDAC)患者与6名健康对照者的血样,以筛选合适的可用探针,共获得6个可用探针的Panel(包含37个蛋白酶酶切位点)进入下一步评估测试。

    研究者对PDAC/慢性胰腺炎/胰腺瘤变(包括胰腺导管内乳头状黏液瘤和胰腺癌前病变)和健康对照者血清样本使用探针进行了分析。结果显示,所有探针均可显著区分PDAC与健康对照者的血样,可将PDAC与胰腺瘤变和炎症区分开;以筛查早期胰腺癌为目标时,仅探针1可区分Ⅰ期PDAC与健康对照,所有探针均可区分Ⅱ~Ⅳ期患者与健康对照。

    进一步对探针检测的目标进行分析,研究者发现MMP可能是对探针影响最明显的蛋白酶,有9种MMP家族成员能酶切一个乃至多个探针,抑制MMP2对检测的影响较突出,PDAC患者和健康对照人群的外周血MMP2水平存在显著差异。MMP2等少数几个蛋白酶对筛查效能有关键性作用,进一步评估测试后,研究者决定仅使用效能相对最高的多肽探针1作为PAC-MANN筛查工具。

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    为适应大规模筛查需求,PAC-MANN工具在探针1基础上使用磁性纳米传感器进一步优化。完成工具设计后,研究者使用一项回顾性外部研究进行独立验证,PAC-MANN可有效区分PDAC与非PDAC(健康对照、胰腺炎和胰腺瘤变)血样,AUC值达0.91,明显优于传统CA19-9检测(AUC 0.77),二者联用可将AUC提高至0.94。

    盲法验证结果表明,PAC-MANN检测验证胰腺癌的准确性为90%,单独检测CA19-9准确性为79%,二者联合准确性提高至93%,其中对Ⅰ期和Ⅱ期PDAC的检测敏感性分别为85%和81%,具有较强的检出效能。当敏感性设置为90%时,PAC-MANN可正确识别91%的PDAC病例、68%的非PDAC病例,表现均优于检测CA19-9,其中对CA19-9水平低的患者(<37 U/ml),PAC-MANN正确识别率为79%。

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    使用既往回顾性研究胰腺癌数据进行了验证,PAC-MANN识别各分期胰腺癌的特异性与灵敏性分别达98%和73%,也可100%区分胰腺癌与其他非癌性胰腺疾病。PAC-MANN与CA19-9检测联合使用,可进一步提高检测敏感性,检测Ⅰ期胰腺癌的敏感性可达85%,该检测有望成为胰腺癌快速准确的筛查策略。

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    该研究中PAC-MANN表现的筛查效能较既往研究有很大进步,研究者计划尝试进一步提升检测敏感性,达到大规模筛查的门槛,并计划启动相关临床研究,筛查一次的低费用使其推进起来可能不太难,期待届时更多癌症之王被早筛出来。 

     (编译 王悦宁)