上海交通大医学院附属仁济医院李敏、汪骅教授团队在国际学术期刊Advanced Science发表题为Single-Droplet Dual-Target Quantification of circRNA Biomarkers for Colorectal Cancer Screening的 封面论文 。研究创新性地开发了一种名为CasμChip（Cas13a/b-based droplet microchip）的微流控芯片平台，可同步、快速、数字化检测结直肠癌相关环状RNA（circRNA）生物标志物circCK1γ3和circWDR37，为结直肠癌的无创早期筛查提供了新技术支持。
近年来，我国结直肠癌（CRC）发病率持续上升，死亡人数仅次于肺癌、肝癌和胃癌。降低CRC疾病负担已成为亟待解决的重要公共卫生问题。早期筛查对降低CRC死亡率、减少医疗成本具有重要意义。现有血液或粪便标志物在早期CRC检测中的敏感性和特异性仍显不足，亟需开发新型分子标志物及快速、精准、便捷的检测技术。
研究团队通过大规模筛选和临床验证，首次发现 circCK1γ3 在 CRC 中显著低表达， circWDR37 则显著高表达。两者联合检测可将 CRC 筛查的曲线下面积（ AUC ）提升至 0.808 ，优于单一标志物及传统肿瘤标志物 CEA 和 CA199 。此外， CasμChip 平台融合了 CRISPR 诊断与微流控液滴技术，有效解决了多重 circRNA 检测中的定量和正交性难题。该技术可检测低至 100 拷贝 / 反应体 系的 circRNA ，并利用 Cas13a 和 Cas13b 蛋白的反式切割特性，在同一液滴反应体系中实现对两种 circRNA 的同时检测。其具备快速报告、精准定量、操作简便、成本可控等优势，在基层医疗机构、大规模人群筛查及资源有限地区的结直肠癌早筛中具有广阔应用前景。
Casμchip平台用于检测结直肠癌（CRC）相关环状RNA（circRNAs）作为生物标志物的示意图。在CRC细胞增殖过程中，肿瘤微环境的变化可影响血液中circWDR37与circCK1γ3的表达水平。Casμchip系统通过高精度的液滴生成与检测技术，实现对上述环状RNA的准确定量，并确保所生成液滴大小均一。该系统整合了Cas13a与Cas13b两种酶，并结合双荧光探针设计，从而能够同时识别并区分circWDR37和circCK1γ3两种靶标。
研究团队从流体力学角度出发，对CasμChip技术平台中的油相与液相压力参数进行了系统优化，成功实现了预期尺寸液滴的稳定生成，充分验证了CasμChip芯片在操作过程中的可重复性与高度稳定性。使用该技术平台检测临床样本中circCK1γ3和circWDR37的表达量，可以实现替代PCR的快速结直肠癌筛查。通过对 大量 临床样本的筛查和列线图分析，证实了CasμChip技术具有精准区分结直肠癌患者和健康对照的能力，可以大大提高肿瘤初筛的准确率。此外，该技术还 在结直肠癌的识别和监测方面显示出较高的特异性。 后续的研究 通过整合多种技术，有望实现更准确的肿瘤分类和个性化治疗。
Casμchip芯片的结构优化与检测性能评估。a) Casμchip芯片的设计结构示意图。b) Casμchip PDMS芯片的实际照片。c) 液滴在37 ℃孵育30分钟后的直径分布变化情况。d) 在10个独立芯片中生成液滴的直径分布统计结果。e) 不同油相与液相压力条件下液滴直径的分布特征。f) Casμchip技术的检测灵敏度分析。g) Casμchip技术的检测特异性评估。
本研究第一作者为上海交通大学医学院附属仁济医院检验科硕士研究生徐靖嵩，共同第一作者为仁济医院检验科硕士研究生刘宇和张骏恒；通讯作者为 仁济医院检验科 汪骅教授，共同通讯作者为仁济医院检验科李敏教授和复旦大学安正华教授。
原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202506159
制版人：十一
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