上海交通大醫學院附屬仁濟醫院李敏、汪驊教授團隊在國際學術期刊Advanced Science發表題為Single-Droplet Dual-Target Quantification of circRNA Biomarkers for Colorectal Cancer Screening的 封面論文 。研究創新性地開發了一種名為CasμChip（Cas13a/b-based droplet microchip）的微流控芯片平臺，可同步、快速、數字化檢測結直腸癌相關環狀RNA（circRNA）生物標志物circCK1γ3和circWDR37，為結直腸癌的無創早期篩查提供了新技術支持。

近年來，我國結直腸癌（CRC）發病率持續上升，死亡人數僅次于肺癌、肝癌和胃癌。降低CRC疾病負擔已成為亟待解決的重要公共衛生問題。早期篩查對降低CRC死亡率、減少醫療成本具有重要意義。現有血液或糞便標志物在早期CRC檢測中的敏感性和特異性仍顯不足，亟需開發新型分子標志物及快速、精準、便捷的檢測技術。

研究團隊通過大規模篩選和臨床驗證，首次發現 circCK1γ3 在 CRC 中顯著低表達， circWDR37 則顯著高表達。兩者聯合檢測可將 CRC 篩查的曲線下面積（ AUC ）提升至 0.808 ，優于單一標志物及傳統腫瘤標志物 CEA 和 CA199 。此外， CasμChip 平臺融合了 CRISPR 診斷與微流控液滴技術，有效解決了多重 circRNA 檢測中的定量和正交性難題。該技術可檢測低至 100 拷貝 / 反應體 系的 circRNA ，并利用 Cas13a 和 Cas13b 蛋白的反式切割特性，在同一液滴反應體系中實現對兩種 circRNA 的同時檢測。其具備快速報告、精準定量、操作簡便、成本可控等優勢，在基層醫療機構、大規模人群篩查及資源有限地區的結直腸癌早篩中具有廣闊應用前景。

Casμchip平臺用于檢測結直腸癌（CRC）相關環狀RNA（circRNAs）作為生物標志物的示意圖。在CRC細胞增殖過程中，腫瘤微環境的變化可影響血液中circWDR37與circCK1γ3的表達水平。Casμchip系統通過高精度的液滴生成與檢測技術，實現對上述環狀RNA的準確定量，并確保所生成液滴大小均一。該系統整合了Cas13a與Cas13b兩種酶，并結合雙熒光探針設計，從而能夠同時識別并區分circWDR37和circCK1γ3兩種靶標。

研究團隊從流體力學角度出發，對CasμChip技術平臺中的油相與液相壓力參數進行了系統優化，成功實現了預期尺寸液滴的穩定生成，充分驗證了CasμChip芯片在操作過程中的可重復性與高度穩定性。使用該技術平臺檢測臨床樣本中circCK1γ3和circWDR37的表達量，可以實現替代PCR的快速結直腸癌篩查。通過對 大量 臨床樣本的篩查和列線圖分析，證實了CasμChip技術具有精準區分結直腸癌患者和健康對照的能力，可以大大提高腫瘤初篩的準確率。此外，該技術還 在結直腸癌的識別和監測方面顯示出較高的特異性。 后續的研究 通過整合多種技術，有望實現更準確的腫瘤分類和個性化治療。

Casμchip芯片的結構優化與檢測性能評估。a) Casμchip芯片的設計結構示意圖。b) Casμchip PDMS芯片的實際照片。c) 液滴在37 ℃孵育30分鐘后的直徑分布變化情況。d) 在10個獨立芯片中生成液滴的直徑分布統計結果。e) 不同油相與液相壓力條件下液滴直徑的分布特征。f) Casμchip技術的檢測靈敏度分析。g) Casμchip技術的檢測特異性評估。

本研究第一作者為上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院檢驗科碩士研究生徐靖嵩，共同第一作者為仁濟醫院檢驗科碩士研究生劉宇和張駿恒；通訊作者為 仁濟醫院檢驗科 汪驊教授，共同通訊作者為仁濟醫院檢驗科李敏教授和復旦大學安正華教授。

原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202506159

制版人：十一

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