腫瘤極早期預警技術，是指對癌變中的組織或極少量腫瘤細胞（100個以下）構成的原位癌組織進行診斷的技術。該技術的發展對腫瘤患者的早期治療具有極為重要的意義。目前在腫瘤極早期預警領域，相關技術仍極度匱乏。對于直徑小于5毫米的腫瘤病灶，CT、磁共振成像等傳統影像學技術難以分辨，腫瘤代謝標志物也難以精確檢測，無法滿足腫瘤極早期預警的需求。

　　中國科學院上海微系統與信息技術研究所丁古巧團隊與上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院眼科范先群團隊合作，提出利用含氮石墨烯材料，快速實現腫瘤細胞的極早期預警新技術。該技術已成功應用于49例臨床樣本的腫瘤脫落細胞篩查，提供了一種低成本、高準確性、無創、普適的腫瘤熒光檢測手段。相關研究成果日前在線發表于國際權威期刊《先進材料》。

　　腫瘤檢測提前4周

　　根據國家癌癥中心最新統計，我國惡性腫瘤每年新發病例為380.4萬，死亡病例為229.6萬。

　　研究團隊篩查近5000種差異代謝產物，繪制了腫瘤細胞和正常細胞的代謝差異圖譜，發現腫瘤細胞內“糖酵解”水平明顯高于正常細胞。該差異化的代謝模式會引起腫瘤細胞胞質“NAD+”水平升高約4.5倍。更重要的是，在原位癌發生的極早期，就會出現這一差異化的代謝模式。因此，對“糖酵解”過程中的重要標志物“NAD+”進行監測，可實現腫瘤的極早期預警。

　　研究團隊在最小尺寸（1-3納米）石墨烯材料中，摻雜了氮原子，這樣石墨烯可實現與“NAD+”之間的能量轉移，進而將石墨烯材料的熒光增強6倍以上。通過熒光標記，在顯微鏡下可以清楚地看到被石墨烯標記的腫瘤細胞。

　　在小鼠肝臟自發瘤模型中，現有成像技術可在藥物誘導24周后實現原位腫瘤病灶的檢測。相比之下，這一新的成像策略，在藥物誘導20周即可對5-10個細胞構成的微小原位病灶實現熒光標記，檢測時間提前了4周。

　　1小時內出具檢測報告

　　聯合團隊開發了快速診斷試劑盒，對至少13種腫瘤細胞系的特異性標記率高達96.15%。

　　團隊對所收集的49例尿液、胸腔積液、玻璃體和血液等臨床樣本進行了腫瘤細胞篩查。結果表明，這一技術可高效甄別早期病人樣本中的腫瘤細胞。相比傳統方法，上述試劑盒在早期病人樣本檢測中的準確率提高近一倍，在臨床上具有非常重要的意義。

　　此外，該檢測技術可在1小時內出結果，不僅操作簡易，成本也更低。“以泌尿系統腫瘤為例，一次熒光原位雜交試劑盒檢測需要近千元，組織病理活檢需要七天以上，而通過尿液試劑盒進行腫瘤檢測，只需半小時，成本降低到了百元左右。”丁古巧研究員介紹。

　　據悉，聯合研究團隊已申請多項國家發明專利，正與藥企積極溝通，推進科技成果的市場轉化。