在现代医学领域，分子诊断技术正逐渐变革着我们对疾病的理解与治疗。随着生物医学研究的不断深入和生物技术的快速发展，一系列创新的分子诊断原理和技术层出不穷，它们以前所未有的精度和速度，为疾病的早期发现、准确分型、治疗监测以及预后评估提供了强有力的工具。
今天，检验君为大家带来的是重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授团队近期关于分子诊断技术新原理新方法及临床应用研究前沿（第一期）。
现有的RNA原位成像技术依赖于复杂的核酸自组装过程，这不仅操作繁琐，而且系统复杂。如何克服这些限制，是目前我们所面临的巨大挑战。
近日，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授，重庆医科大学检验医学院吴海平博士、丁世家教授团队开发了一种基于Cas9编码键系统的新型RNA成像技术，在临床肿瘤分型和分子机制研究中的具有广阔的应用前景。该研究发表在Small Methods（IF:12.4）。
该研究将Cas9编码键系统通过关键探针（KP）编码器和CRISPR/Cas9信号输出器的协同作用，从而实现对RNA的高效成像。利用（T-PAM）的结构转变，将多个KP编码器转化为具有统一单导向RNA（sgRNA）靶序列的编码产品。仅需一个sgRNA/Cas9复合体即可切割多个编码产物，实现高效的“多对一”串联信号传递。此外，通过引入不匹配的碱基，系统还能自动输出非附带的切割活性依赖信号。
此外，通过将Cas9编码键系统与T-链置换扩增（T-SDA）信号放大器相结合，研究人员构建了一种快速多RNA原位成像系统。该系统应用于肿瘤细胞和临床病理切片，只需一步，即可在不到一小时的时间内生成清晰的多mRNA成像图谱。
与常规的并行多重信号分析模型相比，该系统显著简化了反应过程，并提高了检测效率。这种简化不仅减少了操作步骤，还加快了成像速度。在肿瘤细胞的精确成像、肿瘤分型以及分子机制的深入研究中展现出巨大的潜力。
近年来，非传统发光水凝胶因兼顾水凝胶和荧光特性，已被用于生物成像和防伪等领域。此类聚合物往往只能用于检测重金属离子和小分子类物质，在体外诊断领域的应用有限。如何增强非传统发光水凝胶的荧光信号并应用于临床检验检测呢？
日前，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授、重庆医科大学检验医学院陈锐博士、重庆医科大学传染病分子生物学教育部重点实验室汤华教授团队研发了一种新的酶催化发光体系，即通过牛血清白蛋白（BSA）稳定的金纳米簇，催化合成高亮度和高稳定性的簇聚诱导发光水凝胶，并构建了一种高灵敏的均相免疫分析系统，展现了良好的临床应用前景。该研究发表在Advanced Functional Materials（IF:19.0）。
生物酶催化的聚N,N-二甲基丙烯酰胺水凝胶发光现象来源于簇聚诱导发光效应。引入蛋白分子稳定的金纳米簇可显著增强簇聚诱导发光信号的荧光强度和稳定性；以免疫磁珠为载体的均相免疫反应可诱导发光水凝胶在磁珠表面的原位生长，从而实现均相环境下超灵敏的乙肝表面抗原检测。
临床实验结果证明，该检测系统具有较好的灵敏度与特异性，并且与临床上常用的免疫化学发光法检测一致性高（相关系数R=0.922）。与现有常规的酶免疫分析系统相比，该系统的酶免疫反应产物（发光水凝胶）能在7天内保持很好的浓度依赖性和荧光信号的持续增强，为临床特殊样本的检测、结果复核验证、数据保存提供了新的方案。
总之，该研究提出了稀溶液中酶催化合成高亮度和高稳定性簇聚诱导发光水凝胶的新机制，为临床均相免疫分析提供了新的策略。
RNA原位成像技术是癌症研究的关键工具，它能够揭示肿瘤的发生、进展以及在时间和空间上的异质性。尽管经典的荧光原位杂交（FISH）技术在这一领域长期占据重要地位，但该方法存在一些局限性，如实验周期长、步骤繁杂且效率不尽人意。因此，迫切寻找RNA检测新方法。
日前，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授团队研发了一种RNA快速原位成像新方法，能在1小时内完成肿瘤RNA的原位检测，展现出很好的临床应用前景。该研究发表在Nucleic Acids Research（IF:14.9）。
链置换反应（SDR），以其等温反应条件和无需酶参与的特点，作为一种基于核酸链结合与解离的检测技术，在生物医学研究中显示出巨大的潜力。然而，SDR存在较低的催化效率和对初星空体育网站 星空体育首页始能量输入的依赖性，克服这些问题将发挥该技术的最大潜能。
该研究发现，Cas12a/crRNA复合物通过提高SDR反应的初始活性以及降解DNA单链副产物，可以有效促进SDR反应向正方向进行，从而显著增强SDR的扩增效率。基于这一发现，研究团队开发了一种利用Cas12a促进链置换反应（CtSDR）的新型快速RNA原位成像技术。
临床实验结果证实，该技术能够在短短1小时内完成对肿瘤组织中EB病毒RNA的原位成像检测，并且与常规的荧光原位杂交方法（通常需要超过14小时）相比，检测结果具有高度一致性。
总之，这一突破性的方法在保证检测结果准确可靠的同时大幅缩短了检测时间，为癌症诊断和治疗提供了重要的工具。
心血管疾病是全球人口死亡的主要原因，急性心肌梗死（AMI）尤其致命，因为它具有突发性和高死亡率。目前，缺乏能够在家庭或社区现场即时检测AMI血液标志物的技术，这限制了对AMI的快速诊断和及时治疗。
日前，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授、重庆医科大学检验医学院丁世家教授、陈锐博士开发了一种模仿石榴结构的新型比色催化纳米报告探针，该探针能够显著增强心肌标志物的即时检测（POCT）灵敏度。该研究发表在ACS Nano（IF:17.1）。
研究人员从石榴的结构中获得灵感，设计了一种基于多巴胺柔性支架包覆的多壳层介孔沸石咪唑框架-8（ZIF-8）的比色催化纳米复合材料。这种材料通过分层次封装辣根过氧化物酶（HRP），实现了心肌肌钙蛋白I（cTnI）的超灵敏、可视化检测。与一步法合成的HRP@ZIF-8相比，新方法合成的多层ZIF-8分层次包埋HRP（(HRP@ZIF-8)3）显著提高了酶载量，同时保持了内层酶的催化活性。此外，复合材料的比色信号强度得到显著增强，且具有良好的稳定性。
随后，通过一系列实验验证了该材料的成功合成和催化活性。结果显示，该材料对TMB和H2O2的催化效率比自由HRP酶高286倍和605倍。整合到LFIA平台后，该材料显著提高了对血清cTnI的裸眼检测灵敏度，达到了0.01 ng mL-1。比基于AuNPs的比色LFIA分别高4和200倍，比基于350纳米多巴胺球的比色LFIA分别高2和100倍。
总之，该方法不仅展现了良好的特异性、重复性和可靠性，也为设计基于天然酶的新型比色催化纳米复合材料提供了新思路。
肝细胞癌（HCC）通常在肝硬化的基础上发展而来，早期无症状，预后差，病死率高。内质网应激是细胞为应对内质网腔内错误折叠与未折叠蛋白聚集以及钙离子平衡紊乱等状况，而激活未折叠蛋白反应、内质网超负荷反应和caspase-12介导的凋亡通路等信号途径的反应过程。持续和过度的内质网应激可引起细胞发生快速凋亡。
日前，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授、重庆医科大学基础医学院李思桥教授、宋方洲教授团队开发了一种HCC细胞源性的ER囊泡包裹的siGRP94（ER-horse），并将其用于实现精准的HCC纳米治疗。该研究发表在Acs Nano（IF:17.1）。
研究发现，ER-horse可以和特洛伊木马一样通过同型伪装被识别，并模仿ER的生理功能以外源性地打开Ca2+通道。实验结果表明，细胞外Ca2+的强制性注入会触发应激级联（ERS和氧化应激）和凋亡通路的增强，并通过siGRP94抑制未折叠蛋白反应。
总之，该研究为通过干扰ERS信号以进行有效的HCC纳米治疗提供了一个新的范例，并进一步探索了用于精准癌症治疗的生理信号转导通路的治疗干扰策略。
慢性粒细胞白血病（CML）是一种常见的血液癌症，其特征是BCR/ABL融合基因的表达。这种融合基因的不同异构体对治疗的反应各不相同，因此，能够快速区分它们对于制定个性化治疗方案至关重要。
日前，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心程伟教授、重庆医科大学传染病分子生物学教育部重点实验室汤华教授、重庆医科大学检验医学院陈锐博士团队开发了一种原位成像平台，该平台利用非对称序列增强的发夹DNA包裹的银纳米团簇（ADHA）和催化发夹组装（CHA），能够快速且准确地检测CML融合基因异构体。该研究发表在Small（IF:13.3）。
原位成像平台，通过特定的非对称发夹DNA设计，能够精确地检测e13a2和e14a2融合基因异构体。该技术在一锅法中实现了对这两种异构体的特异性检测，检测限分别达到19.2 am（相当于11.558个拷贝/µL）和32.56 am（相当于19.601个拷贝/µL）。
进一步通过一步荧光成像法（40分钟）对骨髓中的e13a2、e14a2和共表达类型进行了定量成像，其结果与国际标准（15.66%-168.878%）一致，并通过cDNA测序得到了验证。这表明，该成像平台在实际应用中具有巨大的潜力。
通过这种新型的原位成像平台，可以更快、更准确地检测CML融合基因异构体，为白血病等疾病的诊断和治疗提供了新的工具，对于个性化医疗和精准治疗都具有重要意义。
医学博士，研究员，二级教授，博士生导师，重庆医科大学附属第一医院临床分子医学检测中心副主任，人类遗传资源管理办公室副主任。重庆英才-创新领军人才，重庆市杰青，重庆市学术技术带头人后备人选，重庆市中青年医学高端人才。重庆市高校创新群体（体外诊断新技术及转化）负责人。
中国医学装备协会检验医学分会委员、中国生物工程学会细胞分析专业委员会委员、中国中西医结合学会检验分会分子诊断专委会副主委、中国医药质量管理协会医学检验质量管理专业委员会常委、重庆市医学会精准医疗与分子诊断专委会副主任委员、重庆市妇幼卫生学会检验医学专委会副主任委员、重庆市青年科技领军人才协会会员。