武汉大学中南医院汪付兵教授肿瘤液体活检研究团队联合生物工程学、泌尿外科学等多学科团队协同创新，在Advanced Healthcare Materials杂志上发表题为“Cyclic Enrichment of Urinary Exosomes Using a MOF-on-MOF-Based Asymmetric Impinging Streams Chip for Bladder Cancer Diagnosis and Prognosis Prediction”的论文（DOI: 10.1002/adhm.202500848）。
该研究开发了一种基于不对称撞击流和金属有机框架MOF-on-MOF材料的外泌体循环富集芯片，无需样本预浓缩即可在30 min内从10 mL尿液中快速高效地富集外泌体。整合膀胱癌转录组数据、单细胞数据和实验验证，解析了NORAD在膀胱癌中的表达特征。通过双中心临床研究，构建了一种基于尿外泌体NORAD和尿沉渣NORAD的膀胱癌诊断模型，并发现尿外泌体NORAD是膀胱癌的独立预后因素。该研究为膀胱癌提供了一种新的非侵入性诊断和预后预测方法。
图1. 用于膀胱癌诊断和预后预测的不对称撞击流尿液外泌体循环富集芯片
首先，研究团队开发了一种基于不对称撞击流的外泌体循环富集芯片，可在30分钟内完成10ml尿液外泌体的高效富集。进一步地，研究团队整合9个膀胱癌转录组数据集，分析发现膀胱癌组织的NORAD表达水平显著高于癌旁组织。单细胞溯源分析和细胞实验表明，NORAD的高表达与膀胱癌进展相关。
图2. NORAD在膀胱癌中的表达谱分析
在临床验证阶段，研究团队对261名参与者（包括泌尿系统良性疾病患者、膀胱癌患者）的尿液外泌体和尿沉渣进行了分析。结果显示，尿Exo-NORAD和尿Sed-NORAD均能有效区分膀胱癌和非膀胱癌患者。基于尿Exo-NORAD和尿Sed-NORAD构建的联合诊断模型有效提高了膀胱癌的诊断性能，ROC曲线分析显示训练队列的AUC值为0.838，验证队列的AUC值为0.802。并且，诊断模型对膀胱癌检测的敏感性要高于临床常用的FISH和尿液细胞学检测方法，与FISH检测/细胞学相结合可进一步提高膀胱癌的诊断性能。
图3. 基于尿外泌体和尿沉渣NORAD的膀胱癌诊断模型构建和验证
通过对147名膀胱癌患者进行随访研究，单变量和多变量Cox回归分析显示尿Exo-NORAD是膀胱癌的独立预后因素。Kaplan-Meier分析结果显示，高Exo-NORAD表达的患者预后显著较差（风险比= 3.01，95%置信区间：1.58-5.74；p<0.001）。
图4. 尿外泌体NORAD的膀胱癌预后价值分析
参考文献：
Cyclic Enrichment of Urinary Exosomes Using a MOF‐on‐MOF‐Based Asymmetric Impinging Streams Chip for Bladder Cancer Diagnosis and Prognosis Prediction. Adv. Healthcare Mater. 2025, 2500848.
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