DGIST（大邱庆北科学技术院）（院长为Kunwoo Lee）的生物医学技术部高级研究员Yoonhee Lee和智能机器人部高级研究员Gyogwon Koo领导的研究团队开发了一种新技术，仅通过测量外泌体的"硬度"就可以区分肺癌基因突变。外泌体是癌细胞在血液中释放的微小粒子，通过原子力显微镜（AFM）进行测量。这项研究能够快速而精确地分析单个外泌体，并有望发展成一种新的基于液体活检的肺癌诊断技术。
非小细胞肺癌（NSCLC）是最常见的肺癌类型，占所有病例的85%以上。然而，由于它在早期阶段很少显示明显症状，通常在晚期才被诊断出来，使得治疗变得困难。NSCLC的死亡率仍然很高，开发能够早期检测和治疗的新诊断技术仍然是医学领域的重要挑战。特别是传统的组织活检给患者带来了相当大的负担，并且在重复测试方面存在局限性。因此，利用血液来源信息的非侵入性液体活检技术最近受到了关注。
DGIST的高级研究员Yoonhee Lee和Gyogwon Koo领导的研究团队从具有不同基因突变的NSCLC细胞系中分离出外泌体（A549：KRAS突变，PC9：EGFR突变，PC9/GR：EGFR抗性突变）。使用AFM，该团队在高分辨率下测量了单个外泌体的纳米级物理特性，包括表面硬度和高度与半径比。
他们发现，源自A549细胞的外泌体表现出显著更高的硬度，这表明KRAS突变引起的细胞膜脂质变化也反映在外泌体上。相比之下，源自PC9和PC9/GR细胞的外泌体表现出相似的特性，这表明它们共享遗传背景。这些发现表明，外泌体的物理特性会根据其起源癌细胞的基因突变而变化。
为了精确分类外泌体的这些纳米力学特性，研究团队采用了人工智能技术。通过AFM获得的外泌体高度和硬度数据被可视化，并用于训练基于深度学习的卷积神经网络（DenseNet-121）模型，以分类其起源细胞系。源自A549细胞的外泌体被以高达96%的准确率区分，整体平均AUC达到了0.92。这表明下一代液体活检平台具有仅基于外泌体物理特性的高精度分类潜力，无需荧光标记。
高级研究员Yoonhee Lee和Gyogwon Koo表示："这项研究展示了一种新的诊断潜力，即仅使用少量外泌体样本就能区分具有特定基因突变的肺癌。我们计划通过在临床样本验证中整合高速AFM平台来积极追求这项技术的实际应用。"
这项研究由DGIST生物医学技术部高级研究员Yoonhee Lee和智能机器人部高级研究员Gyogwon Koo担任通讯作者，生物医学技术部博士后研究员Soohyun Park和哥伦比亚大学的Youngkyu Kim博士担任共同第一作者。研究结果于2025年7月8日在知名化学期刊《分析化学》在线发表。
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