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解码囊泡觅真章 创新守护脑安康

2026-06-16 18:14:53       来源:中华网

——记鹏城优才蒋成教授:以医工融合之力点亮帕金森病早诊希望

当指尖不受控颤抖、肢体慢慢僵硬迟缓,帕金森病这一被称作“不死的癌症”的神经系统退行性疾病,正悄然影响着全球众多人群。这种病没有急性疾病的来势汹汹,却以缓慢进展的方式,一点点降低患者的生活质量,从早期轻微的手抖、走路拖沓,到后期肢体僵硬无法行走、吞咽困难,甚至出现痴呆症状,不仅让患者承受身心双重痛苦,也让无数家庭背上了沉重的负担。我国是帕金森病患者大国,目前患者数量已超350万,患病形势尤为严峻。

帕金森病有着漫长的“无症状潜伏期”,如果能在早期捕捉到疾病信号,就能为延缓病程进展、尽早开展干预争取宝贵时间。 然而,当下国内外还没有公认的帕金森病早诊临床分子标志物,传统的诊断方式要么依赖临床症状,误诊率较高;要么借助功能性神经影像,检测费用不菲;还有组织活检的方式,会给患者带来侵入性创伤,这些局限都让帕金森病的早期诊断成为一道医学难题。

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蒋成教授参加港中大(深圳)举办的脑科学与脑技术高峰论坛并作报告

在攻克这一难题的道路上,深圳市“鹏城优才卡”持卡人、香港中文大学(深圳)医学院蒋成教授,以医工融合的创新思维走出了一条全新路径。他深耕生物医学工程领域,聚焦细胞外囊泡、神经退行性疾病、液体活检等研究方向,还登上深圳卫视《科创最前沿》栏目,用通俗的科普语言向大众讲述帕金森病的发病现状、诊疗难点,以及当下科技层面的应对手段,让更多人了解这一疾病的科学防治知识。同时,他带领团队在科研上不断突破,首次将抗污染免疫磁珠应用于大规模临床样本高纯度外泌体提取等转化医学领域,用一项项研究成果,为帕金森病及其他类型痴呆的早期检测筑牢科研基础。

深耕医工融合 铸就科研佳绩

2022年,蒋成作出了回国发展的决定。彼时的他,刚在英国牛津大学临床神经科学系和化学系从事博士后研究,还拿下了每年仅有一个名额的托马斯·威尔斯早期职业生涯研究学者奖和卓越科研奖。在旁人看来,留在牛津继续科研,意味着稳定且光明的学术前途,但蒋成心里始终记着,全球接近一半的帕金森病患者在中国,倘若不能把前沿技术带回祖国、服务同胞,再多的荣誉也失去了原本的意义。

蒋成的学术背景自带“跨界”优势,他在澳大利亚新南威尔士大学化学系攻读博士学位,从事生物医学传感器研究,并于2016年以双A的优秀成绩完成博士论文答辩。化学与医学的交叉背景,让他拥有了独特的科研视角——从表面化学的底层原理出发,开发适配的高低通量传感器件,直击帕金森病临床医学的核心痛点:迄今为止尚无有效的液体活检标志物实现帕金森病的超早期筛查。此后,他双聘于牛津大学临床神经科学系和化学系,将研究重心放在神经退行性疾病标志物开发及诊断器件研制上,为后续的科研突破打下了坚实基础。

神经元外囊泡是神经元细胞分泌的微小囊泡,直径仅有几十到几百纳米,却携带着母细胞的蛋白质、核酸等分子信息。在蒋成看来,这些来自大脑的囊泡,就是解锁帕金森病早期诊断的“钥匙”,只要能精准捕获它们,解读其中α-突触核蛋白等病理信息,就能实现疾病的早期发现。但从理论到实践,还要跨过三道难关:血液成分复杂,干扰因素多;神经元外囊泡数量稀少,难以捕捉;传统提取方法不仅纯度低,还存在较大变异性。

传统的超速离心法提取外囊泡,操作繁琐、通量低,提取的囊泡纯度也难以保证,直接导致后续检测的重复性差。针对这些问题,蒋成团队把研究重点放在了磁珠研制上,希望打造出一种能精准捕获目标囊泡、又能避开血液杂质的“专属磁珠”。经过无数次反复实验,他们终于开发出基于甜菜碱高分子包被的仿生抗污染免疫磁珠。这种磁珠就像披上了一层“隐形衣”,能有效抵御血液中非特异性蛋白的吸附,实现对L1CAM阳性神经元外囊泡的高纯度富集,为后续的病理分析扫清了障碍。

在实现高纯度囊泡捕获之后,蒋成团队将研究目光投向了α-突触核蛋白和凝聚素两种蛋白质,前者是帕金森病的核心病理蛋白,后者则是与细胞应激相关的分子伴侣。但研究中,一个关键问题浮出水面:囊泡膜上的蛋白质是否也携带病理信息?是否具备诊断价值?为了找到答案,蒋成团队与合作者联合研制出无泵驱动的数字化液滴微流控芯片,这款芯片能将单个免疫捕获的神经元外囊泡封装到皮升级的液滴中,形成单层液滴阵列,借助纳米限域荧光增强技术,实现单囊泡级别的检测灵敏度,只需15分钟,就能从全血中高效分析囊泡膜上的蛋白标志物。

依托这项技术,蒋成团队首次在人血清中神经元外囊泡的膜上检测到了α-突触核蛋白,还通过纳米流式细胞术、超分辨率荧光显微镜等技术多重验证,证实了这一发现的准确性。更重要的是,临床验证取得了突破性成果:在特发性快速眼动期睡眠行为障碍患者——也就是帕金森病的高风险人群中,其囊泡膜上的α-突触核蛋白水平已显著升高,这一指标区分高风险人群与健康人群的AUC达到0.93。这意味着,在患者出现任何运动症状前,仅通过一管血液,就有可能捕捉到帕金森病的早期分子病理信号。相关研究成果于2024年和2025年分别发表在JAMA Neurology 和 Cell Reports Medicine,并入选了神经科学论坛评选的“2024帕金森病十大科学研究进展之一”,《Clinical Parkinsonism & Related Disorders》主编Daniel Truong教授给予了高度评价。

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蒋成教授受邀参加上海交通大学举办的细胞外囊泡前沿研究与未来健康论坛并作报告

创新技术赋能 实现早期检测

在科研的道路上,蒋成从未停下探索的脚步。他与港中大(深圳)李晨钟教授、西北工业大学彭勃教授、中山大学王佳思教授合作,研发出名为“PRIDE”的光响应性磁珠技术:这种技术颇具“巧思”,捕获神经元外囊泡后,只需用395 nm的光照射80秒,就能将囊泡无损释放,最大程度保留其结构和生物活性。依托这项技术,团队从血清中富集出仅占总数约10.63%的ATP1A3+神经元外囊泡,检测其中的α-突触核蛋白含量,区分帕金森病患者与健康对照的AUC达到0.92,再次为帕金森病早诊提供了新的技术支撑。

同时,蒋成还关注到一个流行病学现象:帕金森病与2-型糖尿病存在高度相关性。这两种疾病之间,是否存在分子层面的关联?带着这一疑问,他与香港中文大学(深圳)附属第二医院王本国主任、汕头大学医学院第一附属医院赖敏超主任等合作研究,相关成果发表在Theranostics期刊。团队首次在临床样本中证实了α-突触核蛋白与糖尿病相关蛋白amylin的共聚集现象,还发现帕金森病患者在血清和脑源外囊泡中均有共聚集体显著升高,而多系统萎缩患者仅在脑源外囊泡中升高。这一发现不仅揭示了两种α-突触核蛋白病可能存在不同的聚集机制,也为两者的鉴别诊断提供了全新的生物标志物方向。

在深耕科研的同时,蒋成团队还积极布局核心发明专利,目前已有4项国内外专利获得授权,这些技术让我国在帕金森病超早期诊断领域拥有了国际话语权,有效规避了未来可能出现的“卡脖子”风险。团队的研究成果接连发表在JAMA Neurology、 Cell Reports Medicine、Movement Disorders、Brain、Advanced Materials、Advanced Functional Materials等知名期刊,并被BBC以及Nature Review Neurology、Science of Parkinsons等专业科研媒体广泛报道。2023年欧洲退行性疾病研讨会上,德国帕金森症学会主席Daniela Berg教授大篇幅介绍并高度肯定了蒋成的研究工作,称其成果是帕金森病标志物开发领域的里程碑式突破,为挖掘高关联度标志物及临床实际应用打开了新窗口。此外,加州大学洛杉矶分校、浙大附属二院、山东大学威海医院等国内外众多课题组,都重现了其研究结论,证实了不同人种间帕金森病标志物规律的相似性,为全球帕金森病诊断研究提供了重要参考。

蒋成始终认为,科研的真谛在于创新,而创新的价值终究要落到临床应用上。他的所有研究,都立足临床实际需求、紧扣国家重大战略,团队还面向社会提供免费的帕金森病血液检测盲测服务,鉴别诊断准确率稳定在85%至90%之间。目前,相关技术虽仍处于应用基础研究阶段,尚未广泛用于商业检测,但这一检测平台已为数百例临床样本提供了科研验证。针对中国人群特征以及前期研究基础,蒋成带领团队目前正在研制国产试剂盒,为未来实现帕金森病的超早期筛查继续奋战。

我国帕金森病患者群体庞大,仅2020年,帕金森病的诊断、治疗和康养投入就高达1500亿元。蒋成团队研发的一系列检测技术与标志物,若能成功落地临床,有望实现帕金森病血液活检的零突破,为我国庞大的老年人群提供液体活检早筛、快筛解决方案,助力实现疾病的早诊早治,既能有效减轻患者家庭的经济和照护负担,也能缓解医疗体系的压力,与“健康中国2030”重大战略高度契合。

人口老龄化日益加剧的当下,神经退行性疾病的防治已成为关乎民生福祉的重要课题。蒋成扎根神经退行性疾病诊断领域,以医工融合的创新思维、脚踏实地的科研态度,为千万帕金森病患者点亮了早诊早治的希望之光。未来,他将继续带领团队深耕前沿、勇攀高峰,在科研上追求更多突破,推动研究成果更快走向临床应用,用硬核的科技力量守护人类大脑健康,以一名科研工作者的责任与担当,助力健康中国建设。

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。

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——记鹏城优才蒋成教授:以医工融合之力点亮帕金森病早诊希望

当指尖不受控颤抖、肢体慢慢僵硬迟缓,帕金森病这一被称作“不死的癌症”的神经系统退行性疾病,正悄然影响着全球众多人群。这种病没有急性疾病的来势汹汹,却以缓慢进展的方式,一点点降低患者的生活质量,从早期轻微的手抖、走路拖沓,到后期肢体僵硬无法行走、吞咽困难,甚至出现痴呆症状,不仅让患者承受身心双重痛苦,也让无数家庭背上了沉重的负担。我国是帕金森病患者大国,目前患者数量已超350万,患病形势尤为严峻。

帕金森病有着漫长的“无症状潜伏期”,如果能在早期捕捉到疾病信号,就能为延缓病程进展、尽早开展干预争取宝贵时间。 然而,当下国内外还没有公认的帕金森病早诊临床分子标志物,传统的诊断方式要么依赖临床症状,误诊率较高;要么借助功能性神经影像,检测费用不菲;还有组织活检的方式,会给患者带来侵入性创伤,这些局限都让帕金森病的早期诊断成为一道医学难题。

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蒋成教授参加港中大(深圳)举办的脑科学与脑技术高峰论坛并作报告

在攻克这一难题的道路上,深圳市“鹏城优才卡”持卡人、香港中文大学(深圳)医学院蒋成教授,以医工融合的创新思维走出了一条全新路径。他深耕生物医学工程领域,聚焦细胞外囊泡、神经退行性疾病、液体活检等研究方向,还登上深圳卫视《科创最前沿》栏目,用通俗的科普语言向大众讲述帕金森病的发病现状、诊疗难点,以及当下科技层面的应对手段,让更多人了解这一疾病的科学防治知识。同时,他带领团队在科研上不断突破,首次将抗污染免疫磁珠应用于大规模临床样本高纯度外泌体提取等转化医学领域,用一项项研究成果,为帕金森病及其他类型痴呆的早期检测筑牢科研基础。

深耕医工融合 铸就科研佳绩

2022年,蒋成作出了回国发展的决定。彼时的他,刚在英国牛津大学临床神经科学系和化学系从事博士后研究,还拿下了每年仅有一个名额的托马斯·威尔斯早期职业生涯研究学者奖和卓越科研奖。在旁人看来,留在牛津继续科研,意味着稳定且光明的学术前途,但蒋成心里始终记着,全球接近一半的帕金森病患者在中国,倘若不能把前沿技术带回祖国、服务同胞,再多的荣誉也失去了原本的意义。

蒋成的学术背景自带“跨界”优势,他在澳大利亚新南威尔士大学化学系攻读博士学位,从事生物医学传感器研究,并于2016年以双A的优秀成绩完成博士论文答辩。化学与医学的交叉背景,让他拥有了独特的科研视角——从表面化学的底层原理出发,开发适配的高低通量传感器件,直击帕金森病临床医学的核心痛点:迄今为止尚无有效的液体活检标志物实现帕金森病的超早期筛查。此后,他双聘于牛津大学临床神经科学系和化学系,将研究重心放在神经退行性疾病标志物开发及诊断器件研制上,为后续的科研突破打下了坚实基础。

神经元外囊泡是神经元细胞分泌的微小囊泡,直径仅有几十到几百纳米,却携带着母细胞的蛋白质、核酸等分子信息。在蒋成看来,这些来自大脑的囊泡,就是解锁帕金森病早期诊断的“钥匙”,只要能精准捕获它们,解读其中α-突触核蛋白等病理信息,就能实现疾病的早期发现。但从理论到实践,还要跨过三道难关:血液成分复杂,干扰因素多;神经元外囊泡数量稀少,难以捕捉;传统提取方法不仅纯度低,还存在较大变异性。

传统的超速离心法提取外囊泡,操作繁琐、通量低,提取的囊泡纯度也难以保证,直接导致后续检测的重复性差。针对这些问题,蒋成团队把研究重点放在了磁珠研制上,希望打造出一种能精准捕获目标囊泡、又能避开血液杂质的“专属磁珠”。经过无数次反复实验,他们终于开发出基于甜菜碱高分子包被的仿生抗污染免疫磁珠。这种磁珠就像披上了一层“隐形衣”,能有效抵御血液中非特异性蛋白的吸附,实现对L1CAM阳性神经元外囊泡的高纯度富集,为后续的病理分析扫清了障碍。

在实现高纯度囊泡捕获之后,蒋成团队将研究目光投向了α-突触核蛋白和凝聚素两种蛋白质,前者是帕金森病的核心病理蛋白,后者则是与细胞应激相关的分子伴侣。但研究中,一个关键问题浮出水面:囊泡膜上的蛋白质是否也携带病理信息?是否具备诊断价值?为了找到答案,蒋成团队与合作者联合研制出无泵驱动的数字化液滴微流控芯片,这款芯片能将单个免疫捕获的神经元外囊泡封装到皮升级的液滴中,形成单层液滴阵列,借助纳米限域荧光增强技术,实现单囊泡级别的检测灵敏度,只需15分钟,就能从全血中高效分析囊泡膜上的蛋白标志物。

依托这项技术,蒋成团队首次在人血清中神经元外囊泡的膜上检测到了α-突触核蛋白,还通过纳米流式细胞术、超分辨率荧光显微镜等技术多重验证,证实了这一发现的准确性。更重要的是,临床验证取得了突破性成果:在特发性快速眼动期睡眠行为障碍患者——也就是帕金森病的高风险人群中,其囊泡膜上的α-突触核蛋白水平已显著升高,这一指标区分高风险人群与健康人群的AUC达到0.93。这意味着,在患者出现任何运动症状前,仅通过一管血液,就有可能捕捉到帕金森病的早期分子病理信号。相关研究成果于2024年和2025年分别发表在JAMA Neurology 和 Cell Reports Medicine,并入选了神经科学论坛评选的“2024帕金森病十大科学研究进展之一”,《Clinical Parkinsonism & Related Disorders》主编Daniel Truong教授给予了高度评价。

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蒋成教授受邀参加上海交通大学举办的细胞外囊泡前沿研究与未来健康论坛并作报告

创新技术赋能 实现早期检测

在科研的道路上,蒋成从未停下探索的脚步。他与港中大(深圳)李晨钟教授、西北工业大学彭勃教授、中山大学王佳思教授合作,研发出名为“PRIDE”的光响应性磁珠技术:这种技术颇具“巧思”,捕获神经元外囊泡后,只需用395 nm的光照射80秒,就能将囊泡无损释放,最大程度保留其结构和生物活性。依托这项技术,团队从血清中富集出仅占总数约10.63%的ATP1A3+神经元外囊泡,检测其中的α-突触核蛋白含量,区分帕金森病患者与健康对照的AUC达到0.92,再次为帕金森病早诊提供了新的技术支撑。

同时,蒋成还关注到一个流行病学现象:帕金森病与2-型糖尿病存在高度相关性。这两种疾病之间,是否存在分子层面的关联?带着这一疑问,他与香港中文大学(深圳)附属第二医院王本国主任、汕头大学医学院第一附属医院赖敏超主任等合作研究,相关成果发表在Theranostics期刊。团队首次在临床样本中证实了α-突触核蛋白与糖尿病相关蛋白amylin的共聚集现象,还发现帕金森病患者在血清和脑源外囊泡中均有共聚集体显著升高,而多系统萎缩患者仅在脑源外囊泡中升高。这一发现不仅揭示了两种α-突触核蛋白病可能存在不同的聚集机制,也为两者的鉴别诊断提供了全新的生物标志物方向。

在深耕科研的同时,蒋成团队还积极布局核心发明专利,目前已有4项国内外专利获得授权,这些技术让我国在帕金森病超早期诊断领域拥有了国际话语权,有效规避了未来可能出现的“卡脖子”风险。团队的研究成果接连发表在JAMA Neurology、 Cell Reports Medicine、Movement Disorders、Brain、Advanced Materials、Advanced Functional Materials等知名期刊,并被BBC以及Nature Review Neurology、Science of Parkinsons等专业科研媒体广泛报道。2023年欧洲退行性疾病研讨会上,德国帕金森症学会主席Daniela Berg教授大篇幅介绍并高度肯定了蒋成的研究工作,称其成果是帕金森病标志物开发领域的里程碑式突破,为挖掘高关联度标志物及临床实际应用打开了新窗口。此外,加州大学洛杉矶分校、浙大附属二院、山东大学威海医院等国内外众多课题组,都重现了其研究结论,证实了不同人种间帕金森病标志物规律的相似性,为全球帕金森病诊断研究提供了重要参考。

蒋成始终认为,科研的真谛在于创新,而创新的价值终究要落到临床应用上。他的所有研究,都立足临床实际需求、紧扣国家重大战略,团队还面向社会提供免费的帕金森病血液检测盲测服务,鉴别诊断准确率稳定在85%至90%之间。目前,相关技术虽仍处于应用基础研究阶段,尚未广泛用于商业检测,但这一检测平台已为数百例临床样本提供了科研验证。针对中国人群特征以及前期研究基础,蒋成带领团队目前正在研制国产试剂盒,为未来实现帕金森病的超早期筛查继续奋战。

我国帕金森病患者群体庞大,仅2020年,帕金森病的诊断、治疗和康养投入就高达1500亿元。蒋成团队研发的一系列检测技术与标志物,若能成功落地临床,有望实现帕金森病血液活检的零突破,为我国庞大的老年人群提供液体活检早筛、快筛解决方案,助力实现疾病的早诊早治,既能有效减轻患者家庭的经济和照护负担,也能缓解医疗体系的压力,与“健康中国2030”重大战略高度契合。

人口老龄化日益加剧的当下,神经退行性疾病的防治已成为关乎民生福祉的重要课题。蒋成扎根神经退行性疾病诊断领域,以医工融合的创新思维、脚踏实地的科研态度,为千万帕金森病患者点亮了早诊早治的希望之光。未来,他将继续带领团队深耕前沿、勇攀高峰,在科研上追求更多突破,推动研究成果更快走向临床应用,用硬核的科技力量守护人类大脑健康,以一名科研工作者的责任与担当,助力健康中国建设。

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