目前的医学诊断与上世纪对该疾病的认识相去甚远。根据血液测试，可以检测罕见的遗传疾病、识别癌症或确定体内的炎症水平。此外，由于基于生物流体分析的医疗诊断的快速发展，世界各地正在做出许多努力来适应医疗方法，使个性化医疗成为未来医疗保健的范例。沿着这个方向，波兰科学院物理化学研究所 (IPC PAS) 的科学家展示了他们对独特肽的研究，这些肽可用于新型传感器，以快速、简单地检测许多疾病。

炎症是人体针对病原体或有害化学物质的自然防御机制，会引起疼痛、肿胀、发红或瘀伤等急性症状。这种机制涉及身体大量产生特定分子，例如用于抵抗感染的细胞因子，并且可以在此类症状中轻松诊断炎症。然而，有些炎症反应是不可见的，并且比突然感染持续的时间更长。如果炎症细胞长期存在，就会形成慢性炎症。慢性炎症可能预示着多种健康问题，包括难以克服的自身免疫性疾病和癌症。

体内炎症过程的检测可以很容易地从血液中进行，而炎症过程的监测则完全不同。通常，感染率是通过关注 C 反应蛋白(CRP)的水平来评估的， CRP 是体内各种炎症状况的常见早期生物标志物。它在血浆中的出现是基于当肝脏产生 CRP 时，身体对炎症期间细胞因子水平增加的反应。其水平还可以区分炎症原因;例如，CRP水平升高可能与病感染有关，而非常高则是细菌感染的特征。这种环状分子的血液水平随着任何炎症防御而快速而明显地变化，不仅是为了感染，而且是对组织损伤的反应，组织损伤也会引发所有类型的组织炎症。到目前为止，CRP 水平的监测可以提供有关疾病进展的有价值且准确的信息。

最近，IPC PAS 的研究人员 Katarzyna Szot-Karpińska 博士在这一领域研究了蛋白质-肽相互作用，特别是 CRP 和 CRP 结合材料之间的相互作用。她专注于肽，因为它们在恶劣的条件下不易降解，具有更高的稳定性、更低的成本以及比抗体(最常见的 CRP 受体)更有效地用于生物医学传感器的可能性。在《分析化学》 杂志上发表的一篇论文中，研究人员使用噬菌体展示方法来识别 CRP 结合噬菌体。鉴定此类噬菌体能够确定暴露在噬菌体表面的对 CRP 具有高亲和力的肽序列。该研究的一个关键驱动因素是使用稳定分子修饰的电化学平台作为抗体的替代品来监测长期炎症。合成了选定的肽，对其进行了充分表征，并研究了它们与 CRP 的相互作用，从而鉴定出了三种最有前途的噬菌体衍生的 CRP 结合分子。对 CRP 具有最高亲和力的肽被固定在电极上，以供以后用作电化学 CRP 传感器。使用生物学和物理化学技术来了解蛋白质-肽和蛋白质-肽相互作用的机制。

参与该项目的科学家 Katarzyna Szot-Karpińska 博士表示：“在我们的研究中，我们首次证明从噬菌体库中鉴定出的单个 12 聚体肽已用于 CRP 识别。对鉴定出的肽进行了表征，并研究了它们与 CRP 的相互作用，以将其应用于传感平台，展示生物医学传感器开发的新方法。”

结果令人惊讶，为电化学研究开辟了一个新领域。电极上的新材料对 CRP 的亲和力比 ELISA 中使用的抗体高出两个数量级。此外，即使存在三种干扰蛋白，所选肽的检测效率也很有希望。更重要的是，不需要额外的化学物质，使得检测比传统技术更加环保。

此外，还实施了理论模拟，包括与华沙大学的 Sławomir Filipek 教授合作进行的计算建模分析，以补充生物和物理化学研究，并得出了惊人的结果。 计算机 研究解释了特定肽与 CRP 结合的细节。结果显示了一系列选项中的哪种肽是最好的 CRP 结合剂，并证实了实验研究。到目前为止，实验和理论研究相结合优化了筛选过程，从而加速了研究。

“这项工作的附加价值是将实验方法与计算建模分析相结合。根据已知的肽氨基酸序列进行的建模证实，P3 肽是 CRP 的最佳结合剂。这种组合方法以前从未被报道过，并且展示了数值方法/计算机分析如何能够取代或增强费力的实验技术。使用分子对接来识别最佳粘合剂可以消除化学品的使用，这对于开发绿色化学至关重要。这项研究验证了识别肽结合特性的数值方法，代表了肽传感器道路上的重要一步。此外，如果我们知道对接的工作原理，将来我们可以通过改变其中一种氨基酸来定制肽的序列，以获得与研究目标(如疾病生物标志物)的最佳结合分子。“ – 评论博士。斯佐特·卡宾斯卡

这种使用肽进行 CRP 传感的计算方法以前从未被描述过，它说明了研究的新趋势，其中计算可以支持艰巨的实验技术。

所提出的方法能够监测炎症过程，从而可以使用比目前使用的更小、更稳定的分子选择性且灵敏地检查 CRP 水平。如果没有来自不同领域的许多不同方法和技术，这项工作就不可能实现，这证明了科学，特别是健康保护方面对跨学科性的迫切需要。它显示了将实验研究与分子间相互作用的深入研究相结合的重要性。所描述的研究可能会改变炎症诊断和治疗的游戏规则，特别是在长期炎症过程甚至用于个性化医疗、药物开发和药物输送的新型芯片实验室设备的情况下。该团队正在寻找疾病标志物的新受体和研究分子相互作用的新解决方案。