双靶点外显子跳跃反义寡核苷酸药物在杜氏肌营养不良症中的新进展：Brogidirsen的I/II期临床试验 背景介绍 杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种致命的遗传性疾病，主要影响骨骼肌和心肌功能，导致患者早期丧失行动能力，甚至器官衰竭。截至目前，DMD尚无根治方法。其病因是由X染色体短臂（Xp21.2）的DMD基因突变引起，导致编码的抗肌萎缩蛋白（Dystrophin）缺失或异常。抗肌萎缩蛋白是维持肌细胞膜结构稳定的关键蛋白，其缺失会引发肌纤维的逐渐退化，最终导致肌肉坏死和功能衰退。 目前的DMD治疗策略中，外显子跳跃疗法（Exon-Skipping Therapy）是一种极具潜力的分子治疗方法，通过短链反义寡核苷酸（Antisense ...

探索血浆循环核小体及致癌蛋白单分子检测系统在弥漫性中线神经胶质瘤的诊断与监测中的应用 研究背景与问题综述 弥漫性中线神经胶质瘤（Diffuse Midline Glioma, DMG）是一种侵袭性极强的脑部肿瘤，主要发生于儿童，且具有极高的致命性。这种类型的肿瘤通常出现在脑的中线结构，如丘脑、脑桥、小脑和脊髓。由于其位置特殊，侵入性活检手术风险较高，故其诊断和监测多依赖磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等影像学手段。然而，传统影像方法难以有效指导治疗并准确判断病情发展。例如，MRI往往无法区分肿瘤的真实进展与治疗引起的假性进展。此外，常规手术活检尽管能够提供必要的分子信息，但其具有显著的侵入性风险，特别是对于儿童患者。因此，这一领域亟需开发新型的无创...

肿瘤代谢重新编程发现儿童恶性肿瘤关键脆弱性——基于类器官模型的综合研究 背景介绍 恶性横纹肌样瘤（Malignant Rhabdoid Tumor, MRT）是一种极具侵袭性的儿童癌症，多发于幼儿，遍布全身，其中脑内变体被称为非典型畸胎样/横纹肌样瘤（Atypical Teratoid/Rhabdoid Tumor, AT/RT）。尽管现行治疗包括高强度化疗、放疗及手术干预，但针对局部或转移性病例的预后依旧极差，表明急需新的治疗策略。此外，代谢重新编程被认为是癌症的标志性特征之一。通过针对肿瘤的代谢脆弱性进行治疗，或可为治疗这些难治性肿瘤提供线索。然而，儿童肾脏肿瘤中，尤其是MRT和AT/RT复杂的代谢特性与潜在的代谢脆弱性，目前仍未被充分研究。 基于此，本文作者希望通过类器官技术（Tumo...

探讨mCIM和sCIM表型方法在筛查烧伤伤口中产IMP、VIM和NDM金属β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌的有效性 背景介绍 铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种广泛存在于环境中的革兰氏阴性细菌，尤其在医院环境中常见。它是烧伤伤口感染的第二大常见病原体，常导致严重的感染并表现出高度的抗生素耐药性，尤其是对碳青霉烯类抗生素的耐药性。这种耐药性主要源于细菌产生的金属β-内酰胺酶（MBLs），如IMP、VIM和NDM酶。这些酶能够水解碳青霉烯类抗生素，使得治疗变得极为困难。因此，快速准确地检测这些酶的产生对于指导临床治疗至关重要。 目前，PCR（聚合酶链反应）是检测碳青霉烯酶基因的金标准，但其高昂的成本和对专业设备的依赖限制了其在临床诊断中的广泛应用。因此，开发一种高效、经...

基于纳米孔测序技术的血流感染病原体识别与抗生素耐药性预测研究 学术背景 血流感染（Bloodstream Infections, BSI）是一种严重的临床疾病，通常通过血培养阳性结果和全身性感染症状来诊断。血流感染可以由多种病原体引起，包括细菌、真菌和病毒，且其发病率在全球范围内呈上升趋势。随着抗生素的广泛使用，多重耐药（Multidrug-Resistant, MDR）微生物的出现使得血流感染的治疗变得更加复杂和具有挑战性。传统的病原体识别和抗生素敏感性测试（Antimicrobial Susceptibility Testing, AST）通常需要2-5天的时间，这在一定程度上延误了患者的治疗时机。 近年来，快速AST设备的出现（如Accelerate PhenoTest BC系统和Q-...

学术背景 原发性硬化性胆管炎（Primary Sclerosing Cholangitis, PSC）是一种慢性、进行性的肝脏疾病，主要由免疫、炎症和遗传因素共同作用导致，最终可能引发肝功能衰竭。PSC的发病率和患病率在全球范围内存在显著差异，发病率从西班牙的0.07例/10万人年到挪威的1.3例/10万人年不等，患病率则从西班牙的0.2例/10万人年到美国的13.6例/10万人年不等。大约70-80%的PSC患者同时患有炎症性肠病，这增加了胆管癌和结直肠癌的风险。PSC的临床表现和病程多样，诊断主要依赖于胆管影像学和肝脏组织病理学。尽管部分患者病程较为缓慢，但PSC的诊断对患者的长期健康有重大影响，中位无移植生存期为13.2年。随着影像技术的进步，磁共振成像（MR）等非侵入性诊断方法逐渐取...

自动化超微结构分析：基于大规模高光谱电子显微镜的研究 学术背景 电子显微镜（Electron Microscopy, EM）是研究生物超微结构的关键技术，能够在生物分子分辨率下揭示细胞的精细结构。近年来，随着自动化和数字化的发展，电子显微镜能够以纳米级分辨率捕获大面积的细胞和组织样本。然而，电子显微镜图像通常是灰度图像，且数据量庞大，分析过程往往依赖于繁琐的手动注释，这限制了其在大规模研究中的应用。为了解决这一问题，研究者们开始探索如何通过自动化手段提取生物分子组装体的信息，从而加速对生物超微结构的理解。 本文的研究背景在于，尽管电子显微镜在生物医学研究中具有重要地位，但其分析过程仍然面临挑战。特别是，如何从大规模的电子显微镜数据中自动提取生物分子信息，成为了一个亟待解决的问题。本文提出了一...

结直肠癌肿瘤微环境的多模态成像研究：揭示空间异质性 学术背景 结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其复杂性和异质性使得治疗和预后预测极具挑战性。肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）在癌症的进展、转移和治疗反应中扮演着关键角色，尤其是细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）中的胶原蛋白（collagen）对肿瘤病理生理学的影响尤为显著。然而，传统的组织学、结肠镜检查和分子筛查等方法无法全面表征肿瘤组织的空间复杂性，如癌症蛋白质组、胶原蛋白结构和细胞核分布的相互作用。 为了更深入地理解结直肠癌的异质性，本研究提出了一种多模态成像策略，结合双光子激光扫描显微镜（Two-Photon Las...

快速3D成像在数字细胞病理学中的应用：多相机阵列扫描仪（MCAS） 学术背景 光学显微镜长期以来一直是细胞病理学诊断的标准方法。然而，传统的全片扫描仪虽然能够自动成像并数字化大面积的样本，但其速度慢、成本高，因此并未广泛普及。特别是在细胞学样本的临床诊断中，样本通常分布在大面积且较厚的区域，这要求进行3D成像。现有的全片扫描技术在处理厚样本时，往往需要数小时才能完成扫描，这极大地限制了其在临床中的应用。因此，开发一种能够快速、高效地对厚样本进行3D成像的技术成为了细胞病理学领域的一个重要挑战。 本文提出了一种新型的多相机阵列扫描仪（Multi-Camera Array Scanner, MCAS），旨在解决这一难题。MCAS通过并行化的显微镜设计，能够在极短的时间内对大面积、厚样本进行高分辨...

学术背景 三维（3D）高分辨率大体积成像一直是生物医学领域的一个重大挑战。传统的二维（2D）切片成像虽然能够提供组织和细胞的平面形态学信息，但无法全面展示内部的三维结构信息，这对于癌症诊断和胚胎发育研究至关重要。传统的3D组织学方法通常需要手动切割和染色数千张薄片，耗时且劳动密集。此外，还需要复杂的图像配准算法来恢复不同切片之间的空间信息。为了解决这些问题，近年来出现了多种自动化的3D光学成像技术，主要分为两类：一类是通过组织透明化技术减少光在生物组织中的传播问题，另一类则是通过块面连续切片断层扫描（BSST）技术扩展成像体积。 然而，现有的3D成像技术仍然存在一些局限性。例如，组织透明化技术需要在透明效果和时间之间取得平衡，以防止组织降解；而BSST系统虽然能够生成对齐的图像，但其整体复杂...