日前,华中科技大学同济医学院附属协和医院发布科技成果转化公示,医院拟将“基于激光共聚焦内镜的肠道肿瘤标记物及其制备方法、使用方法和应用”专利技术,以协议定价方式成功转让给产业方,转让金额达2000万元。本次专利技术的发明人为协和医院消化内科蔺蓉教授领衔的团队。
本次拟转让的专利发明属于成像剂技术领域,核心在于创新性地采用DSPE-PEG-FITC纳米脂质体作为安全载体,标记特异性凝集素UEA-I,成功构建了一种新型肠道荧光成像剂。
结直肠癌是全球范围内常见的恶性肿瘤,其早期诊断对于提高患者生存率而言至关重要。目前,临床上普遍采用白光内窥镜进行胃肠道检查,然而该技术存在一定局限性。它在检测多发性、平坦型病灶方面能力欠佳,也难以精准判断肿瘤的边界。这些局限可能会对肿瘤的完整切除效果产生影响,进而关乎患者的康复前景。
将癌症特异性分子成像技术与光学造影剂相结合,是一个极具前景的新方向。此项技术借助荧光标记且能特异性识别肿瘤的分子探针,可增强肿瘤组织与正常组织间的对比度,进而显著提高肿瘤的显影效果。这对于实现癌症的早诊早治、提升结直肠癌的治疗成效具有重要意义。
在过去的二十年间,窄带成像、超高放大内镜和共聚焦激光内镜等新技术陆续涌现,为癌症的识别与内镜治疗提供了更为强大的工具。窄带成像借助特定波长的光线,能够更清晰地呈现黏膜表面的微细结构与血管形态。
超高放大内镜可提供极高的放大倍率,有助于观察细胞的细微改变。共聚焦激光内镜更是一项重大突破,它利用荧光造影剂,能够在活体状态下将黏膜组织放大上千倍,实现亚细胞水平的实时成像。
然而,这些先进技术仍存在各自的不足之处。窄带成像技术有时难以精准区分肿瘤与炎症,有可能引发误判。超高放大内镜检查所需的时间较长,并且诊断标准尚未完全达成统一。至于共聚焦激光内镜,其常用的造影剂荧光素钠会对所有细胞进行非特异性染色,无法有效辨别癌细胞和正常细胞,这给实时诊断造成了挑战。
研究显示,共聚焦激光内镜与荧光分子探针相结合,能够用于识别结肠的癌前病变与癌症。其中,岩藻糖基化水平是一项关键的生物化学差异。
岩藻糖基化是指在蛋白质或糖链上添加名为岩藻糖的糖分子。研究表明,结肠癌组织的岩藻糖基化模式与正常组织存在差异,这种变化或许与癌症的发生发展相关。
荆豆凝集素1是一种能够特异性识别并结合末端含有α1 - 2键岩藻糖的糖链结构的物质。因其来源于植物,对人体安全性较高,并且可通过内镜局部喷洒施用后及时吸除,不易被身体大量吸收,故而被视为一种理想的靶向分子。
通过使用荧光染料对UEA - I进行标记,便能够利用其探测组织中岩藻糖基化的差异,进而有助于区分癌变区域。
目前常用的标记染料包括DyLight系列、荧光素等。DSPE - PEG - FITC是一种新型的纳米脂质体材料,它由疏水的磷脂层和亲水的聚乙二醇链组成,能够在水中自发组装成微小的纳米颗粒。其末端连接的FITC(异硫氰酸荧光素)是一种经典的荧光染料。
这种结构不仅具备出色的生物相容性与稳定性,还能够充当载体达成靶向递送。然而,DSPE - PEG - FITC是否能够成功与UEA - I结合,并最终应用于共聚焦激光内镜对肠道肿瘤进行靶向标记,此前尚属未知领域。
针对上述临床诊断中存在的显影特异性欠佳、肿瘤边界界定困难以及实时精准判别能力受限等核心难题,迫切需要探索一种能够兼顾安全性、靶向性与高分辨成像的创新性解决方案。
该发明所提出的基于激光共聚焦内镜的肠道肿瘤标记技术,其核心优势与先进性在于创新性地将纳米载体技术、特异性分子靶向和高分辨实时活体成像这三者深度融合,进而在安全性、精准度和诊断效率方面实现了显著突破。
传统共聚焦内镜所使用的荧光素钠造影剂属于非特异性染料,它会对所有细胞进行均匀染色,无法区分癌变组织与正常组织。
而本技术的先进性首先体现在其具有高度的特异性靶向能力。它所采用的分子探针为荆豆凝集素1,这种凝集素如同“智能钥匙”一般,能够精准识别并结合结肠癌细胞表面过度表达的、含有特定α1 - 2链接岩藻糖的糖链结构。这种结合是基于肿瘤细胞与正常细胞在“岩藻糖基化”这一糖生物学修饰方面的本质差异。
因此,当施加带有荧光信号标记的UEA - I到肠道黏膜时,它会在肿瘤区域选择性富集,从分子层面使病灶显现,实现了对肿瘤的“定性”定位。
其次,技术的显著进步体现于其荧光标记系统的革新。本发明并非直接将染料化学连接至UEA - I,而是首次引入DSPE - PEG - FITC纳米脂质体作为“荧光运输车”。
DSPE - PEG - FITC是由疏水的磷脂双分子层和亲水的聚乙二醇链所构成的微小囊泡,它能够将荧光染料FITC稳固地包裹于其中,或者连接在其表面。
这种纳米结构具备多重优势:
其一,其聚乙二醇修饰能够有效防止被机体免疫系统迅速清除,延长了在病灶部位的观察时长。
其二,纳米脂质体拥有良好的生物相容性,可降解且无任何毒副作用,解决了传统有机染料可能存在的生物安全隐患。
其三,它作为一个温和且稳定的载体,能够在不影响UEA - I生物活性的基础上与之结合,形成DSPE - PEG - FITC - UEA - I复合物,确保了靶向性与荧光信号实现同步高效传递。
在临床应用方面,这项技术促使诊断模式发生了变革。它把共聚焦激光内镜的“显微放大镜”功能与上述特异性分子探针的“导航灯”功能予以整合。
医生在检查过程中,可先开展常规白光内镜观察,发现可疑区域后,经由内镜工作通道喷洒这种标记物。接着切换至共聚焦激光内镜模式,运用特定波长的激光激发FITC发出绿色荧光。
此时,内镜前端的高精度共聚焦扫描装置能够实时捕捉黏膜表层及浅层下高达1000倍的显微图像。在屏幕上,正常黏膜由于UEA - I结合均匀,呈现出规则、清晰的蜂巢状腺体结构;而腺瘤或腺癌区域,因岩藻糖基化模式紊乱,呈现出荧光分布不规则、片状缺失甚至腺体结构遭破坏的特征。
这种使特定生物分子分布可视化的能力,达成了在体病理学检查,让医生能够在手术现场迅速判定病变性质,分辨炎症、腺瘤以及腺癌。
这种“所见即诊断”的能力带来了显著的临床效益。其无创且精准的特点,让针对微小、平坦型病变的活检更具靶向性,甚至在部分病例中有望避免不必要的活检,降低出血和穿孔的风险。
更为关键的是,它能够实时描绘出肿瘤的精确边界,为后续内镜下黏膜剥离术等治疗提供清晰的指引,确保肿瘤得以完整切除,降低复发的可能性。实验数据充分证实了其卓越的性能:该技术对恶性病变检测的敏感性高达98.0%,特异性达98.9%,其总体诊断准确率超过了许多现有的先进荧光成像技术,为肠道肿瘤的早期发现与精准诊疗提供了前所未有的可靠手段。
针对当前消化道早癌诊断领域对更具特异性、更便捷普适的筛查手段的迫切需求,以及现有内镜技术在癌前病变演化过程动态监测能力方面的不足,国内外研究团队正围绕共聚焦分子影像技术,系统性地规划与开发一系列前沿在研管线。
在国际市场上,Grail在该领域的核心产品是Galleri,这是一种基于血液的多癌种早期检测(MCED)测试。它通过分析血液中循环肿瘤DNA(ctDNA)的甲基化特征,能够从单次抽血中识别出超过50种癌症信号,其中涵盖卵巢癌、胰腺癌等缺乏常规筛查手段的致命癌种。
在Galleri产品的研发与验证方面,Grail斩获了多项关键成果。其检测性能在2025年公布的Pathfinder 2临床研究中得以集中展现。该研究数据表明,Galleri的阳性预测值达到了61.6%,这表明在检测出癌症信号的参与者里,超过六成最终被确诊;同时,其特异性高达99.6%,保证了极低的假阳性率。
更为关键的是,在Galleri检测出的新发癌症中,有53.5%处于更易治疗的I期或II期,并且74%的早期癌症类型是目前常规筛查无法涵盖的。这些数据共同证实了Galleri作为现有筛查体系有力补充的临床价值。
目前,Galleri检测已在美国步入商业化阶段,但尚未获得美国食品药品监督管理局(FDA)的全面批准。Grail公司正通过持续开展临床研究以及进行商业合作,致力于将这项技术推广成为面向40岁以上高危人群的常规筛查补充工具。
在国内,鹍远基因掌握了GutSeer消化道多癌早检技术。这项技术源于2025年6月发表在国际权威期刊《Molecular Cancer》上的研究成果,这一成果标志着它成为全球首个经前瞻性队列研究验证的消化道多癌早筛技术。
GutSeer的技术核心在于,它首次依托高通量测序平台,借助一个创新设计的小型靶向甲基化测序组合(Panel),同时精准捕捉血液中游离DNA的甲基化特征和片段组学特征,并运用多模态人工智能模型进行整合分析。
这种方法不仅能够以无创方式实现对多种消化道癌症的早期检测,还能对癌症信号进行组织溯源,也就是判断癌症可能发生的器官部位。
尤为关键的是,该技术专门针对中国高发的消化道癌种进行设计,避免纳入低发病率癌种,在提高检测效率和公共卫生价值的同时,具备低成本、流程简便的优势,使其更契合基层医疗和大众人群筛查的实际需求。
目前,GutSeer技术已跨越纯粹的学术研究阶段,迈入产业化与商业化推广的关键时期。此项技术于2024年获欧盟CE认证,为进军国际市场奠定基础。在中国,鹍远生物正积极推动该技术的产业化进程,并加快国内注册步伐。
展望行业未来,消化道早癌的诊断将更倚重多学科、多技术的融合。以特异性分子标记物为核心的靶向内镜成像技术,有望与人工智能图像分析、液体活检等前沿手段实现互补与协同。

















