大多数卵巢癌的诊断时间较晚，患者的生存率很低。但是，如果早期发现癌症，五年生存率可能会超过90%。

现在，麻省理工学院的工程师开发了一种更为敏感的方法来揭示卵巢肿瘤：在小鼠试验中，他们能够检测到由直径小于2毫米的结节组成的肿瘤。研究人员说，在人类中，这可能比现有的血液检测提前约五个月转化为肿瘤检测。

新的测试使用了“合成生物标记物” - 一种与肿瘤蛋白相互作用的纳米颗粒，释放出可在患者尿液样本中检测到的碎片。这种测试可以产生比在患者血液中非常少量发现的天然生物标记物更清晰的信号。

“我们在本文中所做的是设计我们的传感器比以前的版本好大约15倍，然后将其与卵巢癌小鼠模型中的血液生物标记进行比较，以显示我们可以击败它，”Sangeeta Bhatia说， John和Dorothy Wilson健康科学与技术与电子工程与计算机科学教授，麻省理工学院科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所的成员，该研究的高级作者。

这种方法也可以适用于其他癌症。在本文发表于4月10日出版的“自然生物医学工程”杂志上，研究人员发现他们可以检测到转移到肝脏的结直肠肿瘤。

该论文的主要作者是博士后Ester Kwon和研究生Jaideep Dudani。

合成生物标志物

Bhatia于2012年首次报道了用合成生物标志物诊断癌症的策略。该方法测量蛋白质切割酶的活性，称为内切蛋白酶，其由肿瘤制成以帮助募集血管并侵入周围组织，从而癌症可以生长和扩散。

为了检测这种酶，研究人员设计了一种涂有小蛋白质片段的纳米颗粒，这种蛋白质片段称为肽，可被称为MMPs的特定蛋白酶切割。在注射到小鼠中后，这些颗粒被动地收集在肿瘤部位。MMP切割肽以释放微小的报告片段，然后由肾过滤并浓缩在尿液中，在那里可以使用各种方法检测它们，包括简单的基于纸的测试。

在2015年发表的一篇论文中，研究人员创建了该系统的数学模型，以了解几个因素，如粒子如何在体内循环，它们如何有效地遇到蛋白酶，以及蛋白酶切割多肽的速率。该模型显示，为了检测人体直径为5毫米或更小的肿瘤，研究人员需要将系统的灵敏度提高至少一个数量级。

在目前的研究中，研究人员使用了两种新策略来提高探测器的灵敏度。第一种是优化将肽束缚于纳米颗粒的聚合物的长度。由于尚未完全理解的原因，当系链是特定长度时，特异性蛋白酶以更高的速率切割肽。该优化还降低了非靶标酶的背景切割量。