癌症的早期发现和精准诊断对于提升治疗效果至关重要。近日，一项发表在国际顶尖期刊《自然—通讯》（Nature Communications）上的研究为癌症诊断领域带来了新的希望。该研究由东北大学徐章润教授团队主导，提出了一种创新的双识别Förster共振能量转移（drFRET）技术，首次实现了对生物体液中小细胞外囊泡（sEVs）上glycoRNA（糖基化RNA）这一新型癌症标志物的灵敏检测。
揭秘新型生物标志物：GlycoRNA
GlycoRNA，即糖基化RNA，是一种相对较新的发现。2021年，诺贝尔奖得主Carolyn R. Bertozzi教授团队首次证实RNA可以被糖基化修饰并锚定在细胞膜表面。这些分子结合了RNA的序列信息和聚糖的结构特征，特别是含有唾液酸（Neu5Ac）的聚糖，被认为在细胞识别、信号传递等过程中扮演重要角色。然而，由于缺乏有效的检测手段，glycoRNA在癌症等疾病中的具体功能和应用价值一直未能被充分揭示。
drFRET技术：精准捕捉sEVs上的GlycoRNA
为了攻克检测难题，徐章润教授团队开发了drFRET技术。这项技术巧妙地利用了“聚糖–核酸”双识别探针系统：
- 糖链识别探针： 使用能特异性识别glycoRNA末端唾液酸（Neu5Ac）的DNA适配体，并标记上能量供体（Cy3）。
- RNA识别探针： 设计与目标glycoRNA序列互补的寡核苷酸链，标记上能量受体（Cy5）。
当这两种探针同时结合到sEVs表面的同一个glycoRNA分子上，且距离足够近（1-10纳米）时，就会发生Förster共振能量转移（FRET），产生可检测的信号。这种双重识别机制极大地提高了检测的特异性，能够有效区分真正的glycoRNA信号。
图：drFRET方法原位成像小细胞外囊泡表面的glycoRNAs
临床研究验证：高灵敏度与精准分型潜力
研究团队应用drFRET技术分析了多种癌细胞系以及超过100例临床血清样本中的sEVs glycoRNAs。结果令人振奋：
- 高准确性诊断： 通过分析5种特定glycoRNA的信号，该方法能够完美区分癌症患者与非癌症对照组，灵敏度和特异性均达到100%（95%置信区间）。这显示了其作为液体活检新工具的巨大潜力。
- 癌症精准分型： 基于sEVs glycoRNA谱的分析，研究构建了癌症分型模型，对6种不同癌症类型的总体分类准确率高达89%（95%置信区间）。
这些发现表明，肿瘤来源的sEVs表面的glycoRNA表达模式异常，与癌症的发生发展密切相关，有望成为极具价值的癌症诊断和分型生物标志物。研究还暗示，glycoRNA可能参与了肿瘤细胞通过sEVs向远处器官传递信息、促进肿瘤转移的过程。
展望未来：诊断与治疗的结合
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这项由国家自然科学基金资助的研究，汇集了多方科研力量，预示着基于glycoRNA的检测方法将在未来的癌症诊疗中发挥重要作用。
