和血清学诊断假阳/阴性say no，首都师范大学周晶、马占芳最新研究Nature Communications

血清学诊断是疾病诊断的主要方法之一，在临床中具有广泛的应用。传统的血清学疾病诊断基于血清中疾病标志物的单一信号传感。受到方法学和人为操作误差等影响，这一类基于单一信号传感的血清学疾病诊断具有较高的假阳/阴性，因此诊断精准度较低，不利于疾病的高效筛查和诊断。

图1

近日，首都师范大学周晶教授、马占芳教授团队合作在综合科学领域权威期刊Nature Communications（2019年，IF：11.878）上发表文章（图1），题为“Simultaneous Multi-signal Quantification for Highly Precise Serodiagnosis Utilizing a Rationally Constructed Platform”，报道了基于多信号通道传感提升血清学诊断精准度的方法。该研究论文的共同第一作者为硕士研究生刘瑜鑫和魏征。

研究者们通过使用负载稀土纳米荧光材料的海藻酸钠-铜水凝胶修饰电极，获得了能够用于溶液中H₂S传感的三信号通道传感器（图2）。基于海藻酸钠-铜水凝胶对H₂S的识别作用，这一传感器具有电化学、荧光和光热三个传感信号通道，并且信号相互正交。为了能够同时读取三个通道产生的信号，研究者们还设计构建了用于三信号读取的仪器平台，实现了在一次传感测试中三种信号的同时读取。

图2

以具有高血清H2S水平的急性胰腺炎小鼠为疾病模型，这一多信号通道方法对疾病诊断效率的提升得到了有效验证（图3）。三种信号检测模式均能够有效地区分患病小鼠与正常小鼠的血清H₂S水平差异。通过操作者工作特征曲线（ROC），研究者们对诊断精准度的提升水平进行了定量计算。结果表明，在使用最优阈值时，基于三信号通道传感的诊断具有更高的精准度（~99%），远高于基于传统单一信号通道传感和双信号通道传感让诊断（79.5%-94.1%）。此外，研究者们还进一步确定了阈值对精准度的影响。当使用非最优阈值时，基于三信号通道传感的诊断精准度显著降低（75.0%-87.9%）。因此，在使用多信号通道传感提升诊断精准度时，其阈值需进行合理优化以减小单一假阳性或假阴性的增高对精准度的影响。

该项研究提出了利用多信号通道检测降低诊断假阳/阴性率的概念，采用类似于“三局两胜制”的思路突破了传统疾病诊断中使用单一信号检测诊断效率低的困境。通过构建不同种类的多信号探针，这一方法还有望应用于其他生物分子的检测当中。

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