【医工交叉前沿】五官科医院干眼中心新突破：生物诊断芯片检测患者泪液！

医工交叉前沿

近日，国际权威生物传感器及生物电子学期刊Biosensors and Bioelectronics（中科院I区，影响因子12.545 ）在线发表我院洪佳旭副主任医师团队与中科院上海微系统所李铁教授团队合作题为“Rapid and quantitative detection of tear MMP-9 for dry eye patients using a novel silicon nanowire-based biosensor”的论文。

洪佳旭副主任医师

李铁教授

洪佳旭副主任医师团队

我院眼科刘婷婷博士与中科院微系统所鲁梓程博士为并列第一作者，我院为最后通讯作者单位。该研究自2020年3月立项，克服重重困难最终成功研发了一款用于定量检测泪液基质金属蛋白酶 9 (MMP-9)含量的硅纳米线生物传感器。通过利用指甲盖大小的生物诊断芯片实现了干眼患者MMP-9由定性检测向定量检测的重大突破，为干眼的诊断与治疗管理提供了全新利器。

该生物传感器大小与普通手机类似，便于临床使用；单次使用检测泪液的生物诊断芯片仅为指甲盖大小，1滴眼泪即可进行检测MMP-9，结果可用于指导临床用药。

研究背景

干眼症

干眼症是最常见的慢性眼表疾病，随着社会生活方式的改变、社会老龄化，其发病率还将继续增加。近年来眼表炎症在干眼症发病的作用逐渐受到重视，其中基质金属蛋白酶 9 (MMP-9) 作为一种炎症密切相关的蛋白酶被证明是干眼症诊断的可靠指标。在北美地区，临床医生通常用MMP-9快速诊断试剂盒（类似新冠抗原检测试剂盒）判断患者泪液是否呈现阳性反应，MMP-9泪液阳性的干眼患者原则上应早期使用抗炎药物。该产品目前尚未进入中国，另一方面，该产品在使用时由于只能定性检测，也难以用于干眼患者病情的随访。为了克服上述难题并实现技术的国产化，洪佳旭副主任医师主动对接中科院上海微系统所微系统技术重点实验室副主任李铁教授，双方最后选择使用硅纳米线生物传感器芯片进行深入研究。

硅纳米线生物传感器芯片

基于硅纳米线场效应的生物传感器能够捕获特异性的靶分子，从而感受由靶分子电荷引起的导电性能变化，具有灵敏度高、响应迅速、所需样本量少、无需标记等特点，但是由于生物传感器制作流程引起不均一性、生物样本的成分复杂等原因，在临床应用中受到了较大的限制。本研究团队通过改进的可控制作工艺提高了生物传感器的尺寸均匀性与电阻一致性，创新性采用光学校准的方法克服了由于芯片制造和功能修饰过程中引入的传感器间差异以及低盐溶液置换法解决了生物传感器在实际临床环境中因体液样品成分复杂而造成的应用障碍，首创研发了一款用于定量检测泪液MMP9蛋白浓度的硅纳米线生物传感器芯片。该生物传感器与传统的酶联免疫吸附测定法之间具有高度一致性，诊断敏感性为 86.96%，特异性为 90%。此外，应用该生物传感器随访监测MMP9蛋白浓度改变提示其与干眼的治疗反应相关，克服了现有快速诊断试剂盒不能定量分析的难题。

医工交叉创新研究新突破

该研究成果也是复旦大学附属眼耳鼻喉科医院在医工交叉创新研究领域的新突破，在循证医学、整合医学和智慧医疗的理念革新和技术引领下，干眼中心与中科院微系统所强强联合，各自发挥学科优势，共同解决临床问题，有机高效整合临床、科研和产业化研究，打造国际顶尖的干眼诊疗交叉学科平台。该研究成果正在积极寻求临床转化，以期为更多干眼患者带来福音。

干眼中心介绍

浦江干眼中心 

汾阳干眼中心

我院干眼中心成立于2019年4月，目前是国家级干眼示范性指导中心、长三角角膜上皮病诊治联盟理事长单位，本中心牵头撰写了《我国干眼中心规范化建设的专家共识（2021）》、《强脉冲光治疗睑板腺功能障碍及其相关干眼专家共识（2022）》两部专家共识，相信在未来，我院干眼中心将瞄准医院“双一流学科”建设目标，积极对接临床转化与应用研究趋势，在临床业务和干眼应用研究等方面继续深入开展工作，力争进入一个新的蓬勃发展阶段！

干眼专家推荐

龚岚

教授 主任医师 博士生导师

擅长各类角膜病、干眼症、化学伤的诊断治疗，擅长角膜移植、结膜移植、羊膜移植、泪道阻塞、义眼座植入、倒睫、眼皮松弛手术。擅长肉毒素治疗眼睑痉挛，去除脸部皱纹（包括抬头纹、鱼尾纹、皱眉纹），塑V脸。

徐建江

教授 主任医师 博士生导师

擅长角膜炎、眼化学伤、角膜营养不良、先天性角膜混浊等眼表疾病的诊断治疗；在羊膜移植、角膜移植、白内障超声乳化方面有精湛的手术技艺。在穿透性角膜移植术、板层角膜移植术、角膜内皮移植术基础上进一步开展成分角膜移植、角膜缘干细胞移植等新型眼表重建术。手术例数、手术效果、技术方法居国内领先水平。

王艳

副教授 主任医师 硕士生导师

眼表疾病的诊治。尤其擅长各种类型角膜病，如角膜炎，角膜溃疡，角膜变性、各种类型角膜营养不良、圆锥角膜等的诊断、药物和手术治疗。擅长翼状胬肉、干眼、眼化学伤、热烧伤以及泪道阻塞性疾病的诊治

张朝然

主任医师 硕士生导师

从事眼科眼表疾病20余年， 对眼科常见疾病的诊治有较丰富的临床经验，尤其擅长各类角膜病、结膜病的诊断及手术治疗。发表论文十余篇。

邵婷婷

副主任医师

主攻角膜疾病（包括难治性角膜溃疡）、结膜疾病、干眼症、翼状胬肉、化学（热烧）伤等的诊治，擅长角膜交联、角膜移植、羊膜（结膜）移植、翼状胬肉等手术。承担国家自然基金项目研究，发表国内外文章十余篇。

洪佳旭

副教授 副主任医师 博士生导师

熟悉各类常见眼表疾病诊治。擅长干眼、泪道疾病、角膜炎、翼状胬肉、过敏性结膜炎等。国家新一代人工智能产业创新重点任务首席科学家、哈佛大学医学院博士后，入选上海高校特聘教授、上海市科委启明星人才计划、上海市卫计委新优青、上海市人才发展基金等。获得中华医学科技奖二等奖、教育部科技进步奖二等奖

项俊

副主任医师

擅长各种感染性角膜病、角膜营养不良、免疫相关性角膜病、翼状胬肉、角膜外伤、过敏性结膜炎、睑板腺功能障碍、干眼等眼表疾病以及白内障、泪道阻塞等疾病的诊治。