摘要:当乳腺癌成为全球女性发病率最高的恶性肿瘤,传统筛查手段的局限性日益凸显——乳房X线检查的辐射风险、磁共振的高昂成本、活检的有创性,让医疗资源匮乏地区的早期筛查几乎成为不可能。如今,一项由佛罗里达大学与台湾阳明交通大学联合研发的突破性技术,正以“掌上级”唾液生物
编者按:当乳腺癌成为全球女性发病率最高的恶性肿瘤,传统筛查手段的局限性日益凸显——乳房X线检查的辐射风险、磁共振的高昂成本、活检的有创性,让医疗资源匮乏地区的早期筛查几乎成为不可能。如今,一项由佛罗里达大学与台湾阳明交通大学联合研发的突破性技术,正以“掌上级”唾液生物传感器重新定义癌症筛查规则:仅需3秒,通过一滴唾液即可精准检测乳腺癌,准确率达100%。这项成果不仅标志着无创、便携、实时监测的癌症筛查时代来临,更可能为全球乳腺癌防控带来革命性变革。
从实验室到掌心的革命性技术突破
传统乳腺癌筛查依赖影像学与病理学手段,存在三大痛点:设备依赖度高、辐射风险、灵敏度不足。研究团队创新性地将血糖试纸与可回收印刷电路板(PCB)结合,构建出全球首款手掌大小的唾液生物传感器。
图为本研究中使用的商业可用测试条的照片展示,着重显示了微流体通道和镀金电极,这些部分经过功能化以用于特定检测目的。
该装置通过检测唾液中两种关键生物标志物实现精准筛查:
HER2蛋白:当其表达量超标时,提示肿瘤具有更高侵袭性,是判断乳腺癌恶性程度的核心指标;
CA15-3抗原:作为乳腺癌诊断与病情监测的血清标志物,其浓度变化直接反映肿瘤动态。
图为在不同HER2蛋白浓度下从PCB读取的数字输出。检测限为10-15g/mL,而灵敏度为95/dec。
技术参数令人震撼:检测下限低至10-15g/mL,灵敏度是传统酶联免疫吸附法(ELISA)的1万倍;1秒钟完成检测,响应速度超越所有现有无创技术;通过蓝牙模块与安卓APP无缝连接,实现远程监测与数据管理。
在初步临床验证中,研究人员对29份唾液样本(涵盖健康人群、原位癌患者及侵袭性乳腺癌患者)进行检测,结果颠覆传统认知:
乳腺癌患者鉴别敏感度100%:实现“零漏检”突破,所有恶性病例均被准确识别;
健康人群特异度86%:有效区分良性病变与健康状态,误诊率控制在14%以内。
这项数据意味着,该技术不仅能精准捕捉癌症信号,更能避免健康人群的过度诊疗。研究负责人指出:“当检测成本降低至传统方法的1/10,筛查覆盖率有望从目前的30%提升至90%以上,特别是在基层医疗场景中具有不可替代的价值。”
技术优势可破解医疗资源困局
唾液生物传感器以“三步操作”实现3秒无创筛查,不仅耗材成本低于1美元,还能让医护人员培训时间大幅缩短。WHO评估其可大幅提升中低收入国家乳腺癌生存率,多中心临床实验正推动技术普及。
1 无创便捷的“三步操作”
用户仅需完成采集唾液→浸入试纸→插入主机三个步骤,3秒后即可在手机APP获取检测结果。这种设计彻底消除了传统筛查的排队等待、设备预约等障碍,使乳腺癌筛查真正实现“随时随地”。
2 成本控制的“双重降维”
硬件成本:可回收PCB板与通用试纸的组合,使单次检测耗材成本低于1美元;
时间成本:从样本采集到结果输出全程自动化,医护人员培训时间从数周缩短至数小时。
尽管当前研究样本量有限(仅有29例),但已展现出三大扩展方向:
多标志物联检:通过优化PCB板传感器阵列,未来可同步检测肺癌、肝癌等10种癌症标志物;
动态监测系统:结合可穿戴设备,实现肿瘤标志物的持续追踪与复发预警;
全球健康覆盖:世界卫生组织(WHO)专家评估认为,该技术可使中低收入国家乳腺癌5年生存率从19.7%提升至75%以上。
研究团队已启动多中心临床试验,计划在3年内收集10万例样本,推动技术从“概念验证”迈向“临床金标准”。
这项技术的革命性不仅在于技术参数的突破,更在于其重构了癌症防控的公平性。当偏远山区的女性也能通过手机获取与三甲医院同等精度的筛查结果,当发展中国家的医疗体系能以极低成本实现癌症早筛,人类对抗乳腺癌的战役便真正进入了“普惠时代”。
总结
正如《柳叶刀》肿瘤学主编在评述中写道:“从有创到无创,从集中到分散,从昂贵到普惠,唾液生物传感器代表的不仅是技术进步,更是医疗公平的胜利。”未来,随着多癌种联筛、动态监测等功能的实现,这场由一滴唾液引发的医疗革命,或将改写全球癌症防控的历史。
参考文献:
Hsiao-Hsuan Wan,et al, A High-Sensitivity, Bluetooth-Enabled PCB Biosensor for HER2 and CA15-3 Protein Detection in Saliva: A Rapid, Non-Invasive Approach to Breast Cancer Screening, Biosensors (2025).https://www.mdpi.com/2079-6374/15/6/386
编辑 | 娇娇
排版 | 沾洞
来源:医悦汇