徐峰，英國劍橋大學(xué)博士，哈佛醫(yī)學(xué)院/麻省理工學(xué)院博士后、研究員�，F(xiàn)任西安交通大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授、博導(dǎo)，生物醫(yī)學(xué)信息工程教育部重點實驗室主任，生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長，陜西省青年科技工作者協(xié)會副主席。圍繞生物多尺度多物理場的共性科學(xué)問題和技術(shù)挑戰(zhàn)，按照“生物力學(xué)基礎(chǔ)理論-生物技術(shù)研發(fā)-應(yīng)用推廣”的研究思路，系統(tǒng)開展了多尺度生物熱-力-電耦合學(xué)的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，并將成果應(yīng)用于藥物篩選、疾病診治和航天醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。獲“國家自然科學(xué)獎”二等獎、“教育部科學(xué)技術(shù)獎”一等獎、“中華醫(yī)學(xué)科技獎”一等獎等。入選“全球前2%頂尖科學(xué)家榜單”（2020、2021）和“科睿唯安高被引科學(xué)家（交叉學(xué)科）”（2021、2022）。
循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）作為一種液體活檢的重要標(biāo)志物，在腫瘤的診斷和預(yù)后評估中具有重要價值。然而，ctDNA在體液中的濃度極低，給準(zhǔn)確檢測帶來了挑戰(zhàn)。西安交通大學(xué)徐峰教授團隊在《Research》上發(fā)表了題為"Synthetic Gene Circuit-Based Assay with Multilevel Switch Enables Background-Free and Absolute Quantification of Circulating Tumor DNA"的研究論文，提出了一種基于多級開關(guān)基因回路的低背景噪聲核酸檢測技術(shù)（CATCH），用于準(zhǔn)確定量循環(huán)腫瘤DNA。
CRISPR/Cas系統(tǒng)與基因回路的耦合策略
該技術(shù)利用CRISPR/Cas系統(tǒng)作為識別模塊，結(jié)合多級開關(guān)控制的基因回路，實現(xiàn)了對ctDNA的高靈敏度和特異性檢測。通過引入一個小的轉(zhuǎn)錄激活RNA（STAR）和一個立足點開關(guān)（Toehold switch，THS），研究團隊成功避免了檢測過程中的背景噪聲，提高了檢測的信噪比，從而能夠檢測到低濃度的目標(biāo)物。
CRISPR/Cas9n系統(tǒng)耦合多級開關(guān)基因回路檢測ctDNA
徐峰教授團隊開發(fā)的CATCH技術(shù)，通過數(shù)字化檢測方式，實現(xiàn)了對循環(huán)腫瘤核酸中含量微小的樣本進行精準(zhǔn)檢測。該技術(shù)與微孔芯片單樣品分散技術(shù)相結(jié)合，能夠檢測到10拷貝/μL的DNA目標(biāo)物。在對76名非小細胞肺癌（NSCLC）患者的血漿樣本進行測試后，CATCH顯示出了94.5%的敏感性和98.8%的特異性。
CATCH技術(shù)由于其簡單的“一鍋法”反應(yīng)，有望進一步與便攜式設(shè)備集成，實現(xiàn)循環(huán)腫瘤核酸的即時檢測。這項技術(shù)的低背景噪聲特性，降低了對復(fù)雜設(shè)備的要求，消除了ctDNA檢測中潛在的污染和假陽性結(jié)果，為腫瘤進展監(jiān)測、預(yù)后評估和復(fù)發(fā)診斷提供了新的工具。
徐峰教授團隊的這一研究成果，不僅在技術(shù)上實現(xiàn)了重大突破，也為腫瘤的早期診斷和精準(zhǔn)治療提供了新的可能性。隨著CATCH技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用，預(yù)計將在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 |
