江苏
膀胱癌是一种常见且复杂的疾病。虽然治疗往往能够取得较好效果，但膀胱癌也是复发率最高的癌症之一：在接受治疗后的五年内，约50%的患者会再次长出肿瘤。这也使膀胱癌成为社会治疗成本最高的癌症之一。
在一项新发表于《自然·纳米技术》的研究中，一个研究团队开发出了一种定期监测这类患者的新方法，有望更早发现重新生长的肿瘤。研究团队利用一种表面涂有特殊纳米传感器的导管，成功检测到了膀胱癌细胞产生的某种蛋白质，即使其含量极低；同时，他们还可以对这种蛋白质在组织中的位置进行成像。
把传感器放进膀胱
这种新的检测方法基于碳纳米管。碳纳米管是由碳构成的中空圆柱体，厚度处于纳米尺度；当受到激光照射时，它们会自然发出荧光。研究人员此前已经证明，可以通过在碳纳米管表面涂上“合成抗体”，将其定制成能够感知不同分子的传感器。这些“合成抗体”是一类聚合物，可以被设计成与特定目标发生相互作用。
当目标分析物存在时，它们与合成抗体之间的相互作用，会使碳纳米管发出的荧光发生变化，例如波长发生偏移，或荧光强度发生改变。研究人员表示，聚合物化学的美妙之处在于，他们只要理解目标生物标志物的分子结构，以及结合位点的设计原则，就能开发出针对不同疾病的新型传感器。
这次，研究人员设计了一种专门用于检测核基质蛋白22（NMP-22）的传感器。NMP-22是一种蛋白质，可作为检测膀胱癌的一种生物标志物。虽然这种蛋白质可以在尿液样本中被检测到，但它在被分泌出来之后，往往会被显著稀释、降解并被清除。这意味着，只有当肿瘤发展到较晚阶段时，才更容易被检测出来。
为了实现更早检测，研究团队希望将传感器直接放置到膀胱内部。如此一来，传感器就能在肿瘤附近检测到局部浓度更高的NMP-22。
他们设计了一个由一根导尿管组成的装置，导尿管表面涂了能够感知NMP-22的纳米管。此外，导管尖端内部还装有一个被称为球透镜的微小装置。这个球透镜可以360度旋转，一边发射激光，一边接收纳米传感器发出的荧光。通过分析这些荧光信号的颜色和位置，研究人员就能绘制出被检测到的生物标志物的位置图。这些化学图像不仅能够显示生物标志物是否存在，还能显示癌细胞所在的位置。
在动物实验中，研究人员在动物膀胱中进行的测试显示，这种检测方法的灵敏度可以达到传统尿液分析的180倍。这是因为它可以直接在膀胱内、生物标志物产生的位置进行检测，而不是等这些标志物进入尿液等稀释液体后，再去测量其含量。到了尿液中，这些标志物的浓度通常已经低得多。研究人员表示，如此高的灵敏度将使传感器，甚至能检测到面积仅为16平方毫米的肿瘤所释放的信号。
更多疾病检测
目前，研究团队正在设计一种更加小型的原型成像系统，以便未来能更方便地在医生诊室中使用。他们还希望将这些传感器整合进一种称为膀胱镜的导管中。膀胱镜带有摄像头，常用于观察膀胱内壁上的肿瘤。
目前，接受过膀胱癌治疗的患者通常需要每年接受一次膀胱镜检查；有时，为了监测癌症是否复发，检查频率甚至更高。研究人员表示，新开发的这种诊断方法，有望比膀胱镜更早发现复发肿瘤，使治疗变得更容易，同时降低治疗和监测成本。
通过更换导管上搭载的纳米传感器，这种方法未来还可以与内窥镜技术结合，用于检测其他类型的癌症，或其他疾病，例如心血管疾病和胃肠道疾病。
可以想象，如果这些传感器被整合到导管上，它们就可能揭示出现有内窥镜检查无法捕捉到的、看不见的生物标志物，从而为未来检测更多疾病打开新的可能性。
#参考来源：
https://news.mit.edu/2026/new-sensor-could-enable-earlier-detection-bladder-cancer-0528
https://www.nature.com/articles/s41565-026-02172-7
#图片来源：
封面图&首图：Europeana / Unsplash
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