项目编号：2025015

完成单位：北京大学第三医院

完成人：张树栋,颜野,葛力源,张帆,王滨帅,黄毅,叶剑飞,刘磊,张展奕,刘伟

项目简介：

研究背景：中国前列腺癌发病率逐年增加，而患者生存率明显低于发达国家，对人民健康造成沉重负担，亟需探索前列腺癌早期诊断与精准治疗策略并揭示其复发转移机制。

研究方法：

①基于结构匹配和分子识别协同的检测理念，研发仿生循环肿瘤细胞（CTCs）芯片，实现不同分期前列腺癌CTCs的无差别捕获，再借助机器学习算法，与传统PSA检测技术相结合，开发PSA灰区前列腺癌早期智能诊断模型；

②利用团队合成的新型近红外荧光靶向探针ICG-NP41及成像系统进行动物实验，为辅助根治性前列腺切除术中保留神经血管束提供有效手段；基于影像组学及深度学习算法，建立前列腺癌术后尿控预测模型、生化复发模型及病理降级预测模型；

③通过多组学分析，探究前列腺癌侵袭和进展中多种关键分子靶点的功能，为前列腺癌诊治体系的建设提供理论参考。

技术路线：项目聚焦“前列腺癌智慧诊疗体系的创新与推广”这一关键科学问题，通过探究基于CTCs的前列腺癌无创智能诊断模型；开发荧光成像、人工智能技术等前列腺癌精准治疗与预测模型；挖掘前列腺癌侵袭与转移的关键分子靶点；从而形成前列腺癌智慧诊疗体系并进行转化应用。

发明点、创新点及主要贡献：

①在肿瘤诊断方面：系统性制备并优化了多种纳米生物界面，利用CTCs的生物学特性并结合修饰界面独特的物理特性，开发了CTCs检测新技术，实现高效能捕获和分析CTCs，实现前列腺癌的高灵敏度和高特异度诊断；同时牵头仿生CTC检测芯片用于前列腺癌精准诊断的国内多中心临床研究，建立前列腺癌无创诊断体系并推进转化应用。

②在肿瘤治疗方面：通过融合实时近红外二区荧光成像技术的转化研究，将荧光成像技术与基础研究有机结合，建立神经血管束体内成像模型，开拓了近红外二区荧光成像技术应用于精准切除前列腺肿瘤的新思路。基于影像组学分析和深度学习算法构建前列腺癌术后尿控预测模型、“DRS-BCR”模型与“PCa-GGNet”模型，精准预测前列腺癌患者术后尿控、生化复发与病理降级。

③在机制研究方面：鉴定并阐述了TPM2、MT1L、KLF2等多个关键靶点在前列腺癌进展与转移中的作用，推动了前列腺癌的理论研究，为前列腺癌综合诊治体系的建设提供重要参考。

应用推广情况：以上研究成果为提升我国前列腺癌诊疗水平提供了技术支持和理论依据。团队成果写入 CSCO、CUA指南。研究成果在Adv Mater、Chem Soc Rev、Clin Transl Med、Cell Biosci等杂志发表论文逾100篇（单篇最高IF 30.4）；获批专利2项。先后获得国自然面上等国家级及省部级科研项目共计25项。牵头国内首个CTCs用于前列腺癌早诊早筛的前瞻性队列研究；建立泌尿系统肿瘤疾病医联体，覆盖全国100家医疗机构；主持及参与国家级及北京市继续教育项目30余项，培训来自31个省市300余家医院的5000余名泌尿外科骨干，关键技术已在全国100余家三级医院（包括基层医院）推广应用。

社会或综合效益：本项目通过综合利用CTCs捕获、荧光显像、分子机制探索等多种技术，创新建立并完善了前列腺癌诊治和研究体系，为实现前列腺癌早期诊断和精准治疗贡献了重要力量。同时，通过该诊疗技术体系的推广显著提升了多中心医疗人才的综合素质，培养了一大批技术精湛的临床与科研人才。