“拉曼光谱血检”I期肺癌拉曼光谱筛查检测技术研究国际领先进展

　　肺癌是世界范围内发病率最高和死亡人数最多的恶性肿瘤，预防是最高层次的治疗，“早筛早诊早治”是降低肺癌死亡率最有效的手段。

　　以影像学为代表的“低剂量螺旋CT”为当前筛查I期肺癌的主要方法，可降低肺癌死亡率20%。但其特异性不够好、功效不够高，对早早期的肺癌-微小结节的筛查，良恶定性鉴定非常困难，不利于跟踪监测;以核酸检测为代表的新技术，检测方法的灵敏度较低;组合生物标志物-试剂盒方法，灵敏度和特异性不够好，I期肺癌筛查的准确率尚难超过50%。

　　拉曼光谱血检，是采用血清表面增强拉曼光谱，表征细胞代谢疾病的一种顶级灵敏的血检方法，解决了目前国际上辨识血清中代谢小分子信号不足、成本高、不稳定等问题。可通过计算机处理细胞代谢的独特分子指纹谱，更加精准的筛查检测疾病或病毒。

　　如果实现CT影像定位，拉曼光谱定性，将可达到最佳体检功效。拉曼光谱血检，还可以预测比CT影像学能看到的结节更早期的肺癌。

　　大连世佩达光谱智能检测科技有限公司(以下简称“世佩达科技”)已取得I期肺癌拉曼光谱筛查检测技术国际领先的研究进展，Ⅰ期肺癌筛查的前期研究结果的准确率为90%-100%。

　　专利拉曼光谱血检方法的三大优势

　　1、以学界公认的具有单分子检测能力的SERS-拉曼光谱方法为基础，发明“银纳米三聚体型拉曼芯片”，解决了SERS-片基的均匀性、稳定性和重复性不好的世界性难题，灵敏度达到“顶级”水平，并已获生产制作该专利拉曼芯片国家发明专利。

　　2、采用配套的专利拉曼光谱探头，将开发研究型、便携式、手提式和小型化拉曼谱仪，收集拉曼光谱效率比现有的拉曼谱仪探头高1-2个数量级。该技术已获得美国发明专利。

　　3、采用无受体-即无标记物的拉曼芯片的专利拉曼光谱血检方法，记录早期肺癌代谢特征小分子基团信息的维数可达到1到2个数量级，且被记录的癌症代谢特征小分子在检测样品中的丰度特别高，使此方法的灵敏度和特异性都很高。

　　一旦拉曼光谱血检I肺癌临床筛查检测通过认证，可推广用于其他肿瘤的筛查。

　　拉曼血检三位一体产品体系

　　图1 产品体系图

　　采用专利拉曼芯片、探头和谱仪、智能诊断检测服务平台三位一体的联合检测体系，将待检者的血清放在芯片上，在谱仪上进行拉曼光谱检测，所得的数据处理后，进行数据模型人工智能(AI)分析，就可以得到检测结果。

　　2019年世佩达科技已获得中美两国产业开发的核心发明专利三项：

　　1、一种有、无受体二氧化钛纳米金属膜拉曼芯片及制作方法(ZL 2015 1 0917332.8);

　　2、一种用全孔径角抛物镜收集表面增强拉曼散射光谱的设备(ZL 2015 1 0615037);

　　3、DEVICE FOR COLLECTING SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING SPECTRUM USING FULL-APERTURE-ANGLE PARABOLIC MIRROR(US，10，209，195 B2)

　　此外，公司还拥有“拉曼光谱外标归一化校正系统V1.0”等十项软著。

　　前期临床主要研究的成果与进展

　　(一)同时筛查肺癌、乳腺癌对照健康血清样本共136例，采用主成分分析法(PCA)的结果：总符合率为91%;其中43例肺癌(其中2例I期)与乳腺病(58例)、健康(35例)均可以完全区分，准确率分别为：肺癌100%，乳腺病84%，健康人91%。(引自“天津2015诺贝尔奖获得者医学峰会暨国际肿瘤研究高峰论坛会”吴世法教授论文)

　　图2. 筛查肺癌同时筛查乳腺病对照健康人血清PCA结果

　　(二)在53肺癌癌症血清中，用HCA分析方法结果：

　　1、10例Ⅰ期肺癌全部被准确筛查出来;

　　2、其中肺癌3例在介入治疗后采集血清被判读为阴性，说明拉曼光谱-代谢组学分析方法用于疗效分析具有立竿见影效果;

　　3、扣除此3例，按50例计算，总的准确率肺癌90%，健康95%;

　　4、10例I期肺癌的拉曼光谱血检结果与免疫标志物分析方法结果比较，准确率前者8/8=100%，后者组合标志物方法4/8=50%;单项标志物检出率4/39≈10%。(引自第二届2016全国光散射技术发展与应用专题交流研讨会(青岛)吴世法教授的大会特邀报告)

　　图3. 10例I期肺癌的拉曼光谱血检聚类分析结果与标志物分析结果比较

　　(三)10例I期肺癌采用公司拉曼光谱血检的三次实验分析(PCA、SVM、HCA)的准确率达到90%-100%。

　　与GRAIL公司核酸甲基化筛查结果比较，已超过GRAIL公司“小样本组织活检检出率84%”水平;比“核酸液体活检”研究的巨头-美国癌症早筛研究、融资总额已超过19亿美元的GRAIL公司，甲基化方法筛查Ⅰ期肺癌的结果准确率34%，有着本质上的提升。

　　图4. 公司拉曼光谱血检三次筛查I期肺癌与GRAIL公司液体活检结果比较

　　(四)目前世佩达科技和大连理工大学开展科研合作项目，联合大连大连附属一院、附属二院专家，摩格生物实验室，进行“拉曼光谱防癌大健康数据档案和高危人群I期肺癌筛查小模板预研”。

　　本项目利用前期已创建的肺癌血清拉曼光谱数据库，进行I期肺癌筛查的研究，筛查出自我无症状的“I期肺癌疑似患者”，同时兼顾早期乳腺癌的筛查研究。被筛查出的无症状的I期肺癌“疑似患者”，建议通过专科医院，进一步筛查、诊断、治疗。

　　未来在建成其他癌症数据库的条件下，将可利用自己健康时的拉曼光谱档案数据作为比较标准，将更精准地筛查多种其他早期恶性癌症。

　　公司简介

　　大连世佩达光谱智能检测科技有限公司成立于2019年。公司联合大连医科大学附属一院、二院等三甲医院开展医工合作，联合高校和三甲医院申请重大科技创新基金。公司于2019年获得大连市“双创”科技生物医药初创组三等奖;2020年获得“中国创翼”大赛大连赛区创业组三等奖，辽宁省优秀奖;大连理工大学“科创中心杯”第三届校友科技创业大赛天使组二等奖。

　　目前正在联系合作研究的大学和医院：

　　未来世佩达科技将开展的科技成果转化工作包括：肺癌早期筛查产业化、拉曼光谱血检临床应用标准化和常规化、其它癌症的早期检测、婴幼儿先天疾病早检、无症状新冠病毒检测等，开创和推进我国SERS-成果灵敏拉曼光谱大产业建设，力争在世界“率先攻克肺癌”，最大幅度降低肺癌的死亡率方面取得进展。　

　　【团队带头人简介】

　　吴世法，大连理工大学1952届应用物理系校友，大连理工大学教授，博士生导师。中国爆轰高速摄影光测技术研究奠基人，世界发明玻璃光纤的第一位科学家(比玻璃光纤诺奖得主早两年)，国内最早开发纳米光学研究和拉曼光谱筛查早期癌症研究的开拓者，三次被遴选为中国工程院院士候选人，现任大连世佩达光谱智能检测科技有限公司董事长。

　　从事“用血清拉曼光谱筛查检测早期肺癌、乳腺癌的方法和设备”研究20多年。2016年最早突破Ⅰ期肺癌-增强拉曼光谱筛查方法研究。

　　来源:大工校友双创联盟 作者王薇