循环肿瘤细胞（CTC）的检测已成为恶性肿瘤早期诊断、治疗监测和预后的一种有前途的方法。南京医科大学第一附属医院检验医学部团队在Sensors and Actuators B: Chemical 发表题为“Optimized multifunctional peptide based magnetic biointerface for selective capture and sensitive detection of circulating tumor cells in breast cancer”论文。这项研究中成功构建的MPMB平台，通过PDA涂层修饰磁性纳米颗粒，嫁接双靶向肽（EpCAM和HER2）及BSA抗污层，实现了对乳腺癌CTCs的高效、特异捕获。

主要创新点

（1）设计开发了一种基于多功能肽的磁性生物界面（MPMB）；

（2）MPMB显示出分离不同类型乳腺肿瘤细胞的能力，捕获效率高；

（3）MPMB在诊断晚期TNM分期和远处转移等方面具有临床验证和诊断潜力。

一、研究背景

循环肿瘤细胞（CTCs）是从原发肿瘤脱落，并通过血液或淋巴系统扩散的细胞，在癌症转移和进展中起关键作用，作为液体活检的核心组分，在肿瘤早期检测、疗效评估和预后判断中至关重要。然而，由于CTCs具有异质性且极为罕见，在大量血细胞中检测这类稀有细胞面临巨大挑战。

现有CTCs分离富集技术主要分为：

a. 物理方法：依赖CTCs与其他血细胞的大小、电荷差异，但存在假阳性率高、分离效率低的局限；

b. 亲和力方法：利用CTCs膜表面特定蛋白，通过抗体、适配体或肽的靶向作用分离枚举，但多数依赖单一表面标志物，难以应对CTCs异质性问题。

传统以EpCAM为唯一标志物的捕获方法，因CTCs转移过程中上皮-间质转化（EMT）导致EpCAM表达下调，易出现假阴性；而HER2在约60%乳腺癌患者中表达，且HER2阳性CTCs在原发肿瘤HER2阴性患者中也可检测到，故联合EpCAM与HER2作为标志物有望提升检测灵敏度和准确性。

二、研究目的

针对现有CTCs检测技术的局限性，本研究旨在开发一种基于多功能肽的磁性生物界面（MPMB）平台，以磁性纳米颗粒（MP）为基础，通过表面修饰双识别肽（靶向EpCAM和HER2）及抗污剂牛血清白蛋白（BSA），实现对乳腺癌CTCs的高效、特异捕获与检测，为乳腺癌患者的疗效监测和预后评估提供简单、灵活且高效的工具。

三、主要研究成果

1. MPMB平台的构建与表征

（1）平台构建：通过聚多巴胺（PDA）涂层修饰磁性纳米颗粒，依次嫁接靶向EpCAM（PBA-(PEG)₈-Z，Z=VRRDAPRFSMQGLDACGGNNCNN）和HER2（NH₂-S-S-(PEG)₈-X，X=GRQLFDNPDQALLDTANDG ）的双识别肽，及抗污剂BSA，形成多功能磁性生物界面（MPMB），实现对乳腺癌CTCs的特异性捕获（示意图见Fig1）。

Fig 1. MPMB的制备及其在ctc捕获中的应用示意图

（2）表征结果：SEM显示磁性纳米颗粒平均粒径约200.05±52.49nm，PDA修饰3小时后粒径增至239.75±35.82nm，形貌均一；XRD证实晶体结构与标准Fe₃O₄一致；TGA、zeta电位及XPS验证PDA涂层、肽和BSA成功嫁接，提升颗粒稳定性（表征结果见Fig2）。

Fig 2. MPMB平台材料表征结果

2. 细胞靶向肽性能与细胞实验结果

（1）肽的合成与生物相容性：靶向EpCAM和HER2的肽经HPLC纯化后纯度分别为96.31%和97.31%，ESI-MS确认分子量与预期一致；CCK-8实验显示肽及MPMB无显著细胞毒性，生物相容性优异（结果见图Fig3 a-b）。

Fig 3.  细胞靶向肽性能与细胞实验结果

（2）捕获效率与特异性：90分钟孵育时，MPMB对MCF-7（EpCAM高表达）和SK-BR-3（HER2高表达）捕获效率达91.44±0.92%和88.25±3.32%；120μg/mL为最佳浓度，MCF-7捕获效率达92.50±3.19%；混合细胞中对HL-60（无EpCAM/HER2）捕获率仅5.55±0.77%，特异性显著（结果见Fig3 c-h）。

3. 临床样本检测结果

（1）不同人群检测率：40例乳腺癌患者CTC阳性率70%，30例良性肿瘤患者6.7%，30例健康对照0，差异显著。

（2）诊断效能与病理关联：区分乳腺癌与非乳腺癌个体的ROC-AUC为0.8421，区分乳腺癌与良性肿瘤的AUC为0.8342；CTC计数随肿瘤分期升高而增加，与淋巴结转移、远处转移显著相关，远处转移患者阳性率达90.9%。

（3）术后变化：10例乳腺癌患者术前CTC均阳性，术后2周阳性率降至40%，计数显著减少。

Fig 4. 临床样本检测结果

4. 与现有技术的比较优势

相较于CellSearch®，MPMB仅需1mL外周血（CellSearch®需7.5mL），总处理时间120分钟（快33%）；采用双特异性肽靶向EpCAM和HER2，将MCF-7捕获效率从66.6%提升至92.5%，乳腺癌患者阳性率从50%提升至70%，减少因异质性导致的假阴性。

四、结论及意义

综上所述，本研究成功构建的MPMB平台，通过PDA涂层修饰磁性纳米颗粒，嫁接双靶向肽（EpCAM 和 HER2）及BSA抗污层，实现了对乳腺癌CTCs的高效、特异捕获。该平台生物相容性好、操作简便，在临床样本中表现出高灵敏度和特异性，可有效区分乳腺癌与良性病变及健康人群，且CTCs计数与肿瘤分期、转移状态相关，能监测术后疗效。

其意义在于为乳腺癌患者提供了一种新的检测工具，有助于早期诊断、疗效监测和预后评估，具有广阔的临床应用前景。

本研究中 PBA-(PEG)₈-Z和 NH₂-S-S-(PEG)₈-X 由强耀生物提供，强耀生物提供多肽合成，蛋白和抗体制备等优秀服务助力科研