近日,我院田华雨教授、何沙沙教授团队在可激活探针用于早期肺炎精准诊断方面取得重要进展,相关成果以“Disease Landscape-Guided Design of Neutrophil-Specific Reporters for Early and Accurate Pneumonia Detection in Vivo and in Urine”为题发表于Science Advance (DOI: 10.1126/sciadv.aeb4417)。

要想实现肺炎的有效治疗,关键在于准确且早期地检测出肺炎。然而,现有的肺炎诊断方法多数存在特异性差和敏感度低的问题。为了实现肺炎的早期精准检测,研究团队首先通过全面的生物信息学分析,确定了中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)是与肺炎发展相关的关键生物标志物(图A-B)。随后,设计了可特异性响应NE的亲水性荧光成像探针(ATRPH),探针的结构包括NE响应肽连接的半花菁荧光基团和亲水性侧链。在肺炎组织,NE可特异性激活ATRPH,实现荧光信号由关到开的转变,且被激活后的荧光探针可快速排泄至尿液中,以实现肺炎的尿液检测(图C)。实验结果显示,ATRPH在体内原位成像和尿液检测中均展现出了卓越的灵敏度,其特有的尿液检测法作为一种无创、早期的诊断手段,克服了荧光成像组织穿透性差及准确性低等局限。此外,应用ATRPH还可辅助肺炎药物治疗的疗效评估、用药剂量的优化和辅助探究NE生成机制(图D)。该工作提出的基于生物标志物筛选的探针设计策略,为肺炎的早期诊断和纵向监测提供了一种高灵敏度、特异性和无创的解决方案。
该研究在我院田华雨教授和何沙沙教授的共同指导下完成,我院在读博士生李真为论文的第一作者。该研究工作得到国家重点研发计划(2021YFB3800900)、国家自然科学基金(52303381,52495010,52495015,52433006,52173115)、厦门市自然科学基金(3502Z202371003)、中央高校基本科研业务费专项资金(20720230008)、福建省自然科学基金(2025J09004)、传染病疫苗研发全国重点实验室科研基金(2024XAKJ0103003);嘉庚创新实验室人才培养项目(HRTP-[2022]52)的资助,以及化学化工学院分析测试中心、嘉庚创新实验室和厦门大学生物医学仪器共享平台的测试支持。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb4417