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近期血液檢測研究進展一覽
時間：2017-08-30 09:15:35 來源：生物谷 點擊：
1. Sci Trans Med：新型血液DNA檢測手段可用于早期癌癥的鑒定
Doi: scitranslmed.aan2415
為了能夠無創(chuàng)性地對癌癥進行早期診斷，來自約翰霍普金斯大學Kimmel癌癥中心的研究者們開發(fā)出了一種基于微量血液樣本的癌癥特意性DNA檢測技術(shù)，并且利用該技術(shù)對138名處于早期結(jié)腸癌、肺癌以及卵巢癌的志愿者進行了檢測。結(jié)果顯示，該技術(shù)能夠?qū)ζ渲谐^一半的患者提供準確的診斷結(jié)論?？茖W家們稱該方法能夠區(qū)分癌癥特異性DNA分子以及其它種類的突變DNA分子，因而相比其它技術(shù)大大提高了準確性。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Science Translational Medicine》雜志上。
癌癥的血液檢測是臨床癌癥學研究的熱門領(lǐng)域，但目前仍處于早期階段。為了鑒定癌癥患者血液中少量存在的癌癥特異性DNA分子，科學家們往往會根據(jù)腫瘤樣本中存在的基因突變信息，去尋找血液中是否存在相似的成分。為了開發(fā)出一種適用于無癥狀人群的癌癥血液檢測手段，研究者們試圖去尋找此前未被發(fā)現(xiàn)過的新型DNA突變。
"這一項目的挑戰(zhàn)在于如何開發(fā)出能夠在不清楚腫瘤組織遺傳突變信息的條件下預測癌癥發(fā)生的血液檢測手段"，研究者之一Velculescu說道。
該研究的另外一項挑戰(zhàn)在于，如何區(qū)分真正的癌癥相關(guān)基因突變與健康狀態(tài)下會隨機出現(xiàn)的血細胞基因突變。舉例來說，當血細胞分裂的時候，細胞有可能會攜帶遺傳突變，對于一小部分人群來講，這一突變會導致血細胞的復制速率高于周圍的正常細胞，從而導致血癌的發(fā)生，不過在在大多數(shù)情況下這種血液來源的突變并不是癌癥發(fā)生所導致的。
此外，所謂"germline突變"也應(yīng)排除在外。這種突變確實會導致DNA的改變，但在正常人群中十分常見，因此也與特定癌癥的發(fā)生無關(guān)。
為了開發(fā)新的檢測手段，Velculescu等人從200名患有乳腺癌、肺癌、腸癌以及卵巢癌的患者中提取了血液樣本，通過分析得到了與癌癥發(fā)生有關(guān)的58種基因。利用上述基因進行分析，作者能夠?qū)?2%的早期癌癥患者進行準確鑒定，而正常人群則不會有相關(guān)的突變的存在。
當然，這一結(jié)果雖然展現(xiàn)出了一定的前景，也應(yīng)在更大規(guī)模的臨床樣本中進行重復檢驗，并最終進入臨床實踐，作者們這樣認為。
2. Cancer Cell：重大進展！新型血液活檢技術(shù)可通過讀取血小板信息來快速檢測肺癌
DOI: 10.1016/j.ccell.2017.07.004
最近，來自荷蘭的研究人員通過研究設(shè)計了一種進行液體活檢的不同方法，相比尋找血液中癌細胞DNA或其它生物標志物的證據(jù)而言，這種名為thromboSeq的新型檢測手段能夠通過檢測被血液中循環(huán)血小板所吸收的腫瘤RNA來對非小細胞肺癌進行診斷，而且該技術(shù)的診斷準確率能夠達到90%，非小細胞肺癌占到了大部分的肺癌患者病例，相關(guān)研究刊登于國際雜志Cancer Cell上。
文章第一作者Myron Best表示，基于液體活檢的癌癥檢測技術(shù)的目的就是在疾病早期一次性對所有癌癥進行診斷，也就是一體化的檢測手段；而thromboSeq技術(shù)不僅能夠提供對肺癌的診斷，還還能夠潛在對任何一種癌癥類型進行診斷，同時還能對不同的腫瘤類型進行分層分析。血小板是血液中形成血凝應(yīng)對損傷壽命較短的血細胞，然而血小板同時還會對一系列炎性事件和癌癥產(chǎn)生反應(yīng)，由于血小板自身并不具有細胞核，因此血小板中的所有RNA都來自于巨核細胞或在循環(huán)血液中所吸收的RNA；相比腫瘤患者機體中的血小板而言，無癌患者機體中的血小板通常含有不同類型的RNA。
文章中，研究人員對700多名個體的血液樣本進行研究分析，其中包括被診斷為晚期非小細胞肺癌的患者、癌癥早期患者以及未患癌癥的個體，對照組人群中含有患多發(fā)性硬化癥、慢性胰腺炎和冠狀動脈疾病的患者，這樣設(shè)計的原因是研究人員想通過研究確定這種新算法能夠?qū)Π┌Y特異性的RNA進行篩選。研究者表示，thromboSeq算法對血小板中大約5000種不同的RNA分子進行掃描篩選，同時不斷對一系列RNA基因進行優(yōu)化來指示癌變腫瘤的存在，隨后研究人員對血液樣本進行了篩選測試來觀察這種新型技術(shù)在診斷癌癥上的準確性。
研究人員進行分析的靈感來源于自然界中動物的群體行為，鳥類、昆蟲和魚類都能夠根據(jù)特定的目的來優(yōu)化自身的數(shù)量，要么躲避捕食者，要么尋找食物，研究者Best說道，鳥類能夠調(diào)節(jié)自己在群體中的位置來增加其群體聚集的覆蓋率，因此我們將這種自然現(xiàn)象應(yīng)用到了我們所開發(fā)的算法中，對血小板中復雜的全套RNA進行分析。
thromboSeq技術(shù)診斷早期癌癥的準確率能夠達到81%，診斷晚期癌癥的準確率能夠達到88%，在一個與年齡、吸煙狀況、血液保存時間匹配的驗證控制組中研究者發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的檢測準確率能夠達到91%，研究人員認為該技術(shù)能夠足以進行臨床試驗了。最后Best說道，盡管被腫瘤教育的血小板血液檢測技術(shù)無法提供準確的預測結(jié)果，但其卻能夠補充可替代的活組織檢查的生物源，比如細胞游離DNA、胞外囊泡、循環(huán)蛋白質(zhì)、循環(huán)腫瘤細胞以及諸如CT掃描等成像模式。
下一步研究人員計劃通過更為深入的研究來對這種新算法進行優(yōu)化，對更多樣本和疑似肺癌患者進行更多檢測；研究者的目的就是深入理解在癌癥存在時血小板如何被“教化”的生物學機制。
3. Sci Rep：血液標志物能夠準確區(qū)分病毒或細菌感染
抗生素是能夠挽救生命的藥物，但過量的使用正在導致世界上最嚴重的健康危機-抗生素耐藥性的出現(xiàn)。來自羅徹斯特大學醫(yī)學中心的研究者們目前正在研發(fā)一種能夠幫助醫(yī)生們準確鑒別需要使用抗生素的患者的方法，希望能夠控制抗生素的濫用，并且提高診斷的精確度。
研究者們鑒定出了11中血液遺傳標志物，能夠幫助以生命準確鑒別病毒感染與細菌感染（抗生素能夠幫助抵抗細菌感染，但對于病毒感染則效用甚微）。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Scientific Reports》雜志上。由于目前醫(yī)生并沒有確認患者為細菌感染（例如急性肺炎），因此該方法具有重要的意義。
"對于呼吸道感染來說，通常難以準確判斷其感染源的屬性，尤其是對于癥狀比較嚴重的患者，例如高燒、咳嗽、窒息以及其它癥狀等"，該文章的作者Ann R. Falsey醫(yī)生說道。"我們的目標是開發(fā)出一種能夠幫助醫(yī)生們排除細菌感染可能，而且對醫(yī)生以及患者都可以接受的方法"。
在這項研究中，F(xiàn)alsey招募了94名下呼吸道感染患者。研究者們采集了患者的血液樣本，并且利用一系列微生物測試的手段鑒定了每一位患者的感染源（41名為細菌感染，53名為病毒感染）。之后，作者們利用復雜的遺傳學與統(tǒng)計學手段分析了血液中的每一類生物學標志物，從而能夠準確地對患者的感染類型進行區(qū)分。
作者稱，他們并不是要一步到位地找到每一名感染病患者的致病原，而是對患病的人群究竟是否屬于細菌感染做準確的評判。
4. Science子刊：重磅！新型胰腺癌早期血液檢測技術(shù)或有望進入臨床試驗
DOI:10.1126/scitranslmed.aah5583
日前，一項刊登在國際雜志Science Translational Medicine上的研究報告中，來自賓夕法尼亞大學的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)開發(fā)出了一種新型生物標志物檢測盤（biomarker panel），或能夠幫助進行胰腺癌的早期診斷并且開發(fā)新型治療癌癥的療法；每年美國都有超過5.3萬胰腺癌新發(fā)患者，而且胰腺癌是引發(fā)癌癥患者死亡的第四大原因。
大部分胰腺癌患者都是到疾病晚期才被診斷出癌癥，而這時候往往已經(jīng)錯過了腫瘤被手術(shù)移除的最佳時機；研究者Ken Zaret博士表示，文章中我們鑒別出了一對生物標志物，其能夠幫助研究人員及早對胰腺癌患者進行診斷；通過對模擬人類胰腺癌進展的細胞模型進行研究，研究人員鑒別出了所釋放的蛋白質(zhì)，隨后他們發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)中的一個亞群能夠作為診斷胰腺癌的潛在血液生物標志物。
研究者Robert Vonderheide表示，對癌癥進行早期診斷對于有效降低多種類型癌癥對機體的影響非常重要，包括乳腺癌、結(jié)腸癌和宮頸癌等，長期以來科學家一直非常關(guān)注胰腺癌，因為這種癌癥往往是在疾病晚期階段才被發(fā)現(xiàn)，以至于使得患者錯過了最佳的治療時機，對和疾病相關(guān)的生物標志物進行檢測往往能夠明顯改善患者的治療。這種新型生物標志物檢測盤的開發(fā)基于2013年研究人員所開發(fā)的首個人類胰腺癌進展細胞模型，研究人員利用干細胞技術(shù)從患惡性胰腺導管腺癌患者的機體中開發(fā)出了一種新型的細胞系，通過將晚期階段的人類癌細胞遺傳重編程為干細胞狀態(tài)或能幫助研究人員驅(qū)動重編程細胞使其進展成為早期癌變階段，而在這一過程中就能夠闡明疾病早期階段血液中的生物標志物。
研究者表示，利用簡單的蛋白檢測儀器，我們從746份癌癥和對照血漿樣本中發(fā)現(xiàn)了這種名為血漿凝血酶敏感蛋白-2（THBS2）的最佳生物標志物；血液中THBS2的水平結(jié)合晚期階段生物標志物CA19-9的水平或許就能夠幫助研究人員可靠有效地對患者機體中的胰腺癌進行診斷。
隨后研究人員對相關(guān)實驗進行了優(yōu)化，研究者Zaret表示，血液中THBS2和CA19-9濃度的陽性結(jié)果能夠持續(xù)準確地對所有癌癥階段進行鑒別，值得注意的是，相比當前其它方法而言，研究者往往能夠在癌癥早期階段中鑒別出THBS2和CA19-9的存在，這兩種生物標志物的組合性檢測盤還能夠改善研究者區(qū)分不同胰腺癌類型的效率，下一步研究者將對一系列胰腺癌患者提供的樣本進行研究來證實這種新型檢測盤的檢測效果，而且這些患者往往能夠在診斷之前提供其機體的血液樣本。
5. 新型檢測技術(shù)可“兩分鐘”診斷肝癌發(fā)生風險
據(jù)WHO的調(diào)查結(jié)果，2015年全世界有788000人因肝癌而死亡，而目前最大的條產(chǎn)是如何在疾病發(fā)生的早期進行及時的診斷，從而避免疾病的惡化以及治療效果的降低。
最近，來自猶他大學化學工程學教授Marc Porter等人開發(fā)出了一種快速檢測肝癌的方法，這種方法不需要依賴生物切片樣本，檢測時間也從兩周縮短至兩分鐘。此外，這種方法不僅快速，而且廉價：檢測成本只需要3美元。另一方面，這種檢測方法不需要特定的醫(yī)院或設(shè)備，患者可以隨時隨地進行檢測，極大了便利了有需求的人群。
目前，檢測感染的方法依賴于血液檢測以及超聲波成像。而這兩種檢測方法僅限于大型城市所有，給中低收入家庭造成了極大的負擔。
而這一新型的檢測方法只是利用一個內(nèi)部裝有含生物活性檢測物的薄膜的小型塑料管。一滴血液、唾液、尿液甚至眼淚等等就可以作為最初的檢測樣本。檢測樣本滴到薄膜上之后將會在上面再覆蓋一層附著有檢測生物標志物的底物的金顆粒。如果樣本中含有對應(yīng)的生物標記物，那么將會產(chǎn)生顏色反應(yīng)。這一技術(shù)大大提高了目前的檢測效率。
如今，研究者們已經(jīng)完成了該技術(shù)的概念性試驗，并且開發(fā)出了檢測試劑盒的樣品。由于東亞地區(qū)是肝癌的高發(fā)區(qū)域，因此研究者們計劃在2019年在蒙古國對這一試劑盒的檢測效果進行系統(tǒng)性的評估。
6. Integr. Biol：新型瘧疾檢測技術(shù)能夠幾分鐘內(nèi)檢測出疾病的嚴重程度
DOI: 10.1039/c7ib00039a
我們都知道瘧疾是十分嚴重的傳染性疾病，如果沒有得到治療，患者病情將會極度惡化，并且在24小時之內(nèi)死亡。來自大不列顛哥倫比亞大學的研究者們開發(fā)出一類能夠快速且靈敏地檢測這種疾病的惡化情況的方法，或許能夠挽救受該病影響的低收入國家的人民。
瘧疾侵染機體的一種主要的方式就是分泌過量的、有毒的血紅素，這種非蛋白成分能夠在血液中快速累積，并且導致血紅細胞出現(xiàn)氧代謝壓力，進而提高其受破壞以及被清除的風險，即臨床上所謂“溶血性貧血”的癥狀。
在這一研究中，來自UBC的研究者們發(fā)現(xiàn)血紅細胞能夠隨著氧化血紅素的積累變得更加脆弱。由于血紅素的含量難以直接檢測，因此對血紅細胞狀態(tài)的檢測能夠間接性地提供血紅素誘導的氧代謝壓力以及瘧疾的惡化程度的標志。
“由于這一方法是機械性的，因此能夠適用于資源匱乏的貧窮國家，也就是瘧疾肆虐的國家和地區(qū)”，該文章的首席作者，來自UBC的博士后研究員Kerryn Matthews說道：“其它一些檢測瘧疾惡化程度的方法都需要檢測者接受系統(tǒng)的訓練以及配備昂貴的設(shè)備或試劑，而這些正是受害國家難以提供的”。
為了快速且靈敏地檢測血紅細胞的狀態(tài)，UBC的研究者們開發(fā)出了“多通路液相活塞”：這是一種簡單的微流控設(shè)備，包含34個平行的微型通道，其中液相的壓力能夠受到精確地調(diào)節(jié)。
通過將血液注入上述設(shè)備，將血紅細胞放置于不同的通道中，并且施加不同程度的壓力直到細胞被擠得變形而通過通道為止。如果細胞足夠硬的話那么將無論如何無法通過微型通道。這種設(shè)備能夠在幾分鐘之內(nèi)檢測出不同患者血紅細胞的柔韌性以及形變能力。
除了指示瘧疾感染的嚴重程度，血紅細胞的形變能力對于設(shè)計抗瘧疾藥物以及揭示細胞遭受破壞的機制等方面的研究也具有一定的價值。健康的血紅細胞具有很強的彈性，因此能夠輕易通過微型的通道，而瘧原蟲將會破壞血紅細胞的這一特性，最終導致血流的減緩以及器官的衰竭。因此，這一研究對于檢測疾病的惡化程度具有重要的意義。
