在全球范围内，乳腺癌就像一个 “健康杀手”，严重威胁着人们的生命健康。2020 年，全球大约有 230 万新的乳腺癌病例，68.5 万人因乳腺癌离世。而且，不同国家的乳腺癌发病率和死亡率差异很大，比如比利时每 10 万人中就有 112.3 人发病，而伊朗每 10 万人中仅有 35.8 人发病；斐济的年龄标准化死亡率高达每 10 万人中有 41 人，韩国则低至每 10 万人中 6.4 人 。

BRCA1 和 BRCA2 基因在乳腺癌的发生发展中扮演着极为重要的角色。这两个基因可不是直接引发乳腺癌的 “罪魁祸首”，但它们要是发生了某些遗传性突变，那就麻烦大了，会大大增加患癌风险。其中，BRCA1 基因能编码一种由 1863 个氨基酸组成的蛋白质，这个蛋白质对维持染色体稳定起着关键作用。一旦 BRCA1 基因发生突变，就可能导致家族性乳腺癌综合征提前发作，还会影响细胞周期的正常调控和细胞分裂。据统计，BRCA1 和 BRCA2 基因的突变大约能占到遗传性乳腺癌病例的 21% - 40%。不仅如此，在 30% 的散发性乳腺癌病例中，也能发现 BRCA1 蛋白表达下降的情况，而且这种下降程度还和乳腺癌的严重程度密切相关呢。另外，BRCA2 基因还能作为乳腺癌预后评估和筛查的生物标志物。

检测 BRCA1 和 BRCA2 基因，对乳腺癌的早期诊断、治疗和监测意义重大。携带 BRCA1 突变的人，对铂类疗法比较敏感；而那些肿瘤细胞中 BRCA1 表达水平高的患者，对电离辐射和化疗药物就没那么 “怕” 了。所以，要是能早点发现这些基因的变化，就能帮助医生更有针对性地制定治疗方案，让患者得到更有效的治疗。

不过，传统的检测方法，像高效液相色谱法（HPLC）、单链构象多态性分析（SSCP）、聚合酶链式反应（PCR）、实时荧光定量 PCR 和 DNA 测序等，都存在一些让人头疼的问题。这些方法要么成本高，要么分析时间长，操作还特别复杂，不太适合大规模的临床检测。所以，科研人员急需找到一种超灵敏、快速、低成本又简单的检测方法。

为了解决这些难题，来自伊朗的研究人员在《Cancer Cell International》期刊上发表了一篇名为 “Recent advancements in nanomaterial - based biosensors for diagnosis of breast cancer: a comprehensive review” 的论文。他们经过研究发现，基于纳米材料的生物传感器在乳腺癌诊断方面有着巨大的潜力，有望成为新一代乳腺癌诊断的有力工具。这一研究成果，为乳腺癌的早期诊断和治疗带来了新的希望。

在这项研究中，研究人员主要用到了多种关键技术方法。其中，电化学检测技术是重头戏，它能通过检测电流、电位、电阻等电学信号的变化，来判断是否存在目标基因。表面等离子共振（SPR）技术也发挥了重要作用，它能利用金属表面等离子体共振现象，对生物分子间的相互作用进行实时、无标记检测。光学检测技术同样不可或缺，像是利用荧光、颜色变化等光学信号来识别目标基因。这些技术相互配合，为研究人员打开了探索乳腺癌基因检测新方法的大门。

下面来详细看看研究结果。

研究人员对传统检测乳腺癌基因的方法进行了深入剖析。像基于实时荧光定量 PCR 的基因剂量测定法，它在临床和科研中可以作为检测卵巢癌和乳腺癌易感性的有力工具，能定量分析 BRCA1 外显子的拷贝数，不过却没办法检测出 BRCA1 或 BRCA2 基因的点突变。等位基因特异性实时荧光定量 PCR 能分析 BRCA1 基因突变频率，定量逆转录聚合酶链反应（QRT - PCR）可以灵敏地测定 BRCA1 的 mRNA 水平 。单链构象多态性分析（SSCP）应用范围很广，能筛查出 BRCA1 基因的突变，但它也有局限性，对较长的外显子检测效果不太好。多重连接依赖探针扩增技术（MLPA）能检测特定的小染色体异常和基因缺失，新一代测序技术（NGS）可以全面分析与乳腺癌遗传易感性相关的基因，而且成本效益比较高。不过，这些传统方法都或多或少存在一些问题，比如复杂、昂贵等。

生物传感器是这项研究的重点。它就像一个 “智能小卫士”，能根据生物识别元件和目标物质结合时产生的信号变化，来检测目标物质的浓度。生物传感器一般由生物识别元件和物理 / 化学换能器组成，根据不同的分类标准可以分成好多类。按照生物识别元件来分，有基于酶、抗体、适配体、全细胞等的生物传感器；按照换能器来分，有电化学、光学、热学、声学、电学等不同类型。其中，电化学传感器因为检测限低、特异性好、结构简单又好用，受到了研究人员的特别关注。而且，随着电子技术的发展，这些传感器还能变得很小，做成像芯片实验室一样的设备，方便在体内监测，或者做成可穿戴设备在现场检测呢。

研究人员对各种用于超灵敏检测 BRCA 基因的先进生物传感器平台进行了研究。比如，基于两性离子自组装肽单层（SAM）的电化学生物传感器，能对 BRCA1 基因进行灵敏、无标记检测。分子印迹聚合物修饰的电化学 DNA 生物传感器，利用金纳米粒子 - 还原氧化石墨烯修饰玻碳电极，对 BRCA1 基因的检测效果也很棒。还有石墨烯涂层光纤表面等离子共振（SPR）生物传感器，可以识别 BRCA1 和 BRCA2 基因的突变。智能手机辅助的比色检测方法，基于催化发夹组装扩增和 G - 四链体 DNAzyme 技术，能检测人血清中的 BRCA1 基因，选择性和适用性都很好。这些生物传感器都展现出了各自的优势，检测限低、灵敏度高，在遗传分析和临床诊断方面有着很大的应用潜力。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，生物传感器技术因为具有简单、快速、低成本、高灵敏度和高选择性等优点，已经成为医学研究的热门领域。在乳腺癌诊断方面，生物传感器的发展更是重中之重。近年来，生物工程技术的进步和荧光标记纳米材料的应用，让生物传感器的灵敏度有了很大提升。而且，适配体、核苷酸、亲和体、肽阵列和分子印迹聚合物等的应用，也为开发更先进的生物传感器提供了新的思路。

另外，可穿戴传感器和人工智能等新兴技术与生物传感器的结合，更是为精准医疗带来了新的机遇。它们能更好地收集和分析患者的数据，让治疗更有针对性。纳米材料和纳米技术的发展，让生物传感器在体外诊断中的灵敏度大大提高，而纸基生物传感器设备成本低，还能保持高灵敏度，设计也更灵活。

总的来说，这项研究为开发理想的乳腺癌基因检测生物传感器指明了方向。这种生物传感器要是能研发成功，不仅能快速、准确地检测出乳腺癌相关基因的变化，还能在纳米尺度上发挥作用，对乳腺癌的早期发现和监测意义非凡。它就像是为乳腺癌患者点亮的一盏希望之灯，让我们在对抗乳腺癌的道路上又前进了一大步，有望帮助更多患者战胜这个可怕的 “健康杀手”。