DNA甲基化作为一种具有潜力的早期肿瘤检测生物标志物，其在癌症诊断领域的应用前景备受瞩目。然而，传统的DNA甲基化检测方法通常涉及亚硫酸氢盐处理及核酸扩增步骤，不仅成本高昂，且难以满足即时检测的需求。鉴于此，我们创新性地提出了一种基于免疫测定与表面增强拉曼散射（SERS）技术的多重、灵敏且便携式的DNA甲基化生物标志物检测方法，特别是针对肺癌相关的甲基化生物标志物。该方法采用5-甲基胞嘧啶抗体修饰的磁性探针来有效富集甲基化的DNA序列，并引入带有Probe DNA的核壳纳米颗粒作为SERS纳米标签。实验结果表明，该多重SERS免疫测定方法可高灵敏地检测合成的甲基化SHOX2和RASSF1A标志物（检出限分别为：0.52 pM和0.66 pM）。进一步通过分析细胞系和福尔马林固定石蜡包埋的组织样本（n=35）中的甲基化SHOX2和RASSF1A，验证了该方法所得结果与定量PCR结果的强相关性、准确性和可靠性。此外，通过基于甲基化SHOX2和RASSF1A表达的随机森林分析方法，成功地将早期肺癌与良性肺病区分开来（96%临床敏感性和90%特异性），AUC值达到0.972；研究结果有望为推进 DNA 甲基化研究和临床应用提供新手段和思路。
用于检测DNA甲基化生物标志物的多重SERS免疫检测示意图
研究成果目前以 “Bisulfite-free detection of DNA methylation in early-stage lung cancer with a multiplex SERS immunoassay”为题发表于国际权威期刊《Chemical Engineering Journal 》，福建师范大学为第一单位，光电与信息工程学院博士研究生陆德婵和肿瘤医院陈燕坪医生为共同第一作者，黄祖芳教授、卢玉栋教授和王静研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省科技厅引导项目、福建省科技创新联合资金和闽江学者计划的资助。
论文链接：DOI: 10.1016/j.cej.2024.158491