一、全球健康警报:非酒精性脂肪肝的严峻现状
在大连医科大学附属第一医院的肝病门诊,28岁的程序员张先生拿着体检报告面露困惑——超声显示他的肝脏脂肪沉积已达中度,但肝功能指标却基本正常。这样的病例近年来呈井喷式增长,折射出全球非酒精性脂肪肝(NAFLD)防控的严峻形势。
世界胃肠病组织2024年报告显示,全球NAFLD患病人数已突破10亿,占成年人口的25.2%。在我国,随着肥胖率(16.4%)和代谢综合征(33.9%)的攀升,NAFLD患病率已达29.7%,其中18-35岁青年人群检出率较2000年增长178%。更令人警惕的是,约30%的NAFLD患者会进展为脂肪性肝炎(NASH),10%-15%在10-15年内发展为肝硬化,最终5%可能转化为肝癌。仅2023年,我国因NAFLD相关肝病住院的患者就超过260万人次,直接医疗支出达427亿元。
这种疾病的危害远不止于肝脏:研究表明,NAFLD患者发生2型糖尿病的风险是普通人的3.2倍,心血管事件发生率增加2.1倍。更形成“代谢-肝脏”恶性循环——肝细胞脂肪沉积导致胰岛素抵抗加剧,进而诱发肥胖、高血脂等代谢紊乱,形成致死性疾病链。
二、检测技术瓶颈:现有方法的临床困境
(一)影像学检查:精度不足的“视力表”
超声作为一线筛查手段,对肝内脂肪含量>30%的中重度脂肪肝检出率较好,但对早期(脂肪含量5%-30%)的灵敏度仅62%,且受操作者经验、仪器分辨率影响显著。CT虽能定量脂肪衰减值,但辐射暴露和设备普及率限制了其应用,尤其不适用于儿童和孕妇。MRI-PDFF(磁共振质子密度脂肪分数)被视为无创金标准,却因检查耗时(单部位需20分钟)、费用高昂(单次约2000元),难以纳入常规体检。
(二)血液检测:雾里看花的“风向标”
谷丙转氨酶(ALT)升高常被视为肝损伤标志,但在NAFLD患者中,仅40%-60%出现ALT异常,且肥胖、肌肉损伤、药物等因素均可导致假阳性。新兴的FIB-4、NFS等纤维化评分模型,虽整合了年龄、血糖、血脂等指标,但其诊断显著肝纤维化(F≥2)的准确率仅75%-80%,无法替代组织学诊断。
(三)肝活检:有创检查的“双刃剑”
作为病理诊断金标准,肝活检存在三大痛点:①有创风险:0.3%-0.6%的患者出现出血、感染等并发症,严重者需手术干预;②取样偏差:肝穿组织仅占肝脏的1/50000,约10%的病例因样本量不足导致漏诊;③临床应用受限:仅15%-20%的NAFLD患者接受过肝活检,基层医院开展率不足5%。
这种检测困境导致临床诊疗陷入“两难”:约40%的NASH患者被漏诊,而20%的单纯性脂肪肝患者接受过度治疗。建立精准、无创的检测体系,成为破解NAFLD防治困局的关键钥匙。
三、孙爱嘉团队的技术突围
在大连医科大学的实验室里,荧光显微镜下的肝细胞呈现出星星点点的黄色荧光——这是THBN双锁荧光探针与一氧化碳和丙二醛特异性结合的信号。项目负责人大连医科大学孙爱嘉指着荧光显微镜说:“从分子设计到活体成像,我们迎来了新的阶段”

团队成员在进行产品临床试验
(一)双重靶向:精准定位的“分子导航”
传统探针多采用单一靶点或其他组合的双锁,然而,粘度容易受血液流速、组织硬度等影响,极性等收血液理化性质影响极大。团队开发的THBN探针创新性构建双靶向系统:一氧化碳(CO)不仅是血红素代谢的产物,还是一种具有信号传导功能的气体分子。在NAFLD患者中,肝脏血红素加氧酶-1(HO-1)的表达显著上调,催化血红素分解生成CO,导致其水平升高。研究表明,CO可通过激活AMPK通路促进脂肪酸氧化,并抑制库普弗细胞活化,从而缓解肝脏炎症和纤维化。然而,CO作为生物标志物存在局限性:其水平易受吸烟、空气污染等外源性因素干扰,且血液中稳定性受O₂、CO₂竞争性影响,可能导致假阳性结果。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的终产物,其水平升高直接反映NAFLD患者的氧化应激程度。研究发现,NAFLD患者肝脏和血液中MDA含量与脂质过氧化、炎症反应及纤维化进展呈正相关。但MDA检测同样面临挑战:其低浓度、高挥发性易受代谢酶干扰,且肝糖原降解产生的葡萄糖可能干扰检测准确性,需通过回归方程校正吸光度值。此外,其他脂质过氧化产物(如4-HNE)也可能交叉干扰。单一依赖CO或MDA均难以满足精准诊断需求。CO的代谢复杂性和环境干扰、MDA的不稳定性及检测干扰问题,凸显了多标志物联合检测的必要性。例如,中南大学团队开发的“双锁定”荧光探针HCO-9可同步检测CO和微环境粘度,通过近红外成像提高NAFLD诊断特异性。类似地,结合代谢组学(如胆汁酸、氨基酸代谢物)或蛋白质组学(如炎症因子)可能进一步优化标志物组合。
这种双重识别使探针在正常肝细胞中的非特异性摄取降低60%,显著提升检测信噪比。
(二)动态成像:实时评估的“活体病理”
近红外荧光成像具有穿透深度深(1-3cm)、组织散射低的优势,配合团队自主研发的荧光断层成像算法,可定量分析肝内各叶段的脂肪含量(精度达1%)。在动物实验中,研究人员观察到高脂饮食诱导的脂肪肝小鼠,其肝右叶脂肪沉积在4周时已显著增加,而超声检测直到8周才出现异常——这表明THBN探针可提前4周发现早期脂肪变性。
(三)无创便捷:普惠医疗的“中国方案”
与肝活检相比,THBN检测全程无创,无需禁食、无辐射,检测时间缩短至30分钟(含探针注射及成像),费用预计控制在500元以内(约为MRI的1/4)。更重要的是,该技术兼容常规超声设备,只需加装近红外荧光模块即可升级,为基层医院提供了低成本解决方案。
随着技术推广,预计到2030年,我国NAFLD早期诊断率将从目前的35%提升至70%,肝活检需求减少40%,相关并发症发生率降低25%。这不仅是医学技术的进步,更是对“健康中国2030”规划的有力践行——通过科技创新,将疾病防治的关口前移,让更多人远离脂肪肝的威胁。
在大连医科大学的校园里,孙爱嘉团队的实验室依然灯火通明。这群科研工作者深知,攻克MAFLD的道路还很漫长,但THBN探针的成功让他们坚信:只要瞄准临床需求,坚持原始创新,中国科学家完全有能力在重大疾病防治领域贡献更多“中国方案”。正如孙爱嘉、王天琪、曾滢等核心成员秉持的理念:“献给每一位在实验室坚守的夜晚,更献给每一位期待精准医疗的患者。”
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