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近期血液檢測(cè)研究進(jìn)展一覽
時(shí)間：2017-08-30 09:15:35 來(lái)源：生物谷 點(diǎn)擊：
1. Sci Trans Med：新型血液DNA檢測(cè)手段可用于早期癌癥的鑒定
Doi: scitranslmed.aan2415
為了能夠無(wú)創(chuàng)性地對(duì)癌癥進(jìn)行早期診斷，來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)Kimmel癌癥中心的研究者們開(kāi)發(fā)出了一種基于微量血液樣本的癌癥特意性DNA檢測(cè)技術(shù)，并且利用該技術(shù)對(duì)138名處于早期結(jié)腸癌、肺癌以及卵巢癌的志愿者進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示，該技術(shù)能夠?qū)ζ渲谐^(guò)一半的患者提供準(zhǔn)確的診斷結(jié)論?？茖W(xué)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(lèi)的突變DNA分子，因而相比其它技術(shù)大大提高了準(zhǔn)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(cè)是臨床癌癥學(xué)研究的熱門(mén)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(xué)家們往往會(huì)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(kāi)發(fā)出一種適用于無(wú)癥狀人群的癌癥血液檢測(cè)手段，研究者們?cè)噲D去尋找此前未被發(fā)現(xiàn)過(guò)的新型DNA突變。
"這一項(xiàng)目的挑戰(zhàn)在于如何開(kāi)發(fā)出能夠在不清楚腫瘤組織遺傳突變信息的條件下預(yù)測(cè)癌癥發(fā)生的血液檢測(cè)手段"，研究者之一Velculescu說(shuō)道。
該研究的另外一項(xiàng)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(huì)隨機(jī)出現(xiàn)的血細(xì)胞基因突變。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)血細(xì)胞分裂的時(shí)候，細(xì)胞有可能會(huì)攜帶遺傳突變，對(duì)于一小部分人群來(lái)講，這一突變會(huì)導(dǎo)致血細(xì)胞的復(fù)制速率高于周?chē)恼＜?xì)胞，從而導(dǎo)致血癌的發(fā)生，不過(guò)在在大多數(shù)情況下這種血液來(lái)源的突變并不是癌癥發(fā)生所導(dǎo)致的。
此外，所謂"germline突變"也應(yīng)排除在外。這種突變確實(shí)會(huì)導(dǎo)致DNA的改變，但在正常人群中十分常見(jiàn)，因此也與特定癌癥的發(fā)生無(wú)關(guān)。
為了開(kāi)發(fā)新的檢測(cè)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(guò)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(jìn)行分析，作者能夠?qū)?2%的早期癌癥患者進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，而正常人群則不會(huì)有相關(guān)的突變的存在。
當(dāng)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(jìn)行重復(fù)檢驗(yàn)，并最終進(jìn)入臨床實(shí)踐，作者們這樣認(rèn)為。
2. Cancer Cell：重大進(jìn)展！新型血液活檢技術(shù)可通過(guò)讀取血小板信息來(lái)快速檢測(cè)肺癌
DOI: 10.1016/j.ccell.2017.07.004
最近，來(lái)自荷蘭的研究人員通過(guò)研究設(shè)計(jì)了一種進(jìn)行液體活檢的不同方法，相比尋找血液中癌細(xì)胞DNA或其它生物標(biāo)志物的證據(jù)而言，這種名為thromboSeq的新型檢測(cè)手段能夠通過(guò)檢測(cè)被血液中循環(huán)血小板所吸收的腫瘤RNA來(lái)對(duì)非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行診斷，而且該技術(shù)的診斷準(zhǔn)確率能夠達(dá)到90%，非小細(xì)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(guó)際雜志Cancer Cell上。
文章第一作者M(jìn)yron Best表示，基于液體活檢的癌癥檢測(cè)技術(shù)的目的就是在疾病早期一次性對(duì)所有癌癥進(jìn)行診斷，也就是一體化的檢測(cè)手段；而thromboSeq技術(shù)不僅能夠提供對(duì)肺癌的診斷，還還能夠潛在對(duì)任何一種癌癥類(lèi)型進(jìn)行診斷，同時(shí)還能對(duì)不同的腫瘤類(lèi)型進(jìn)行分層分析。血小板是血液中形成血凝應(yīng)對(duì)損傷壽命較短的血細(xì)胞，然而血小板同時(shí)還會(huì)對(duì)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(xì)胞核，因此血小板中的所有RNA都來(lái)自于巨核細(xì)胞或在循環(huán)血液中所吸收的RNA；相比腫瘤患者機(jī)體中的血小板而言，無(wú)癌患者機(jī)體中的血小板通常含有不同類(lèi)型的RNA。
文章中，研究人員對(duì)700多名個(gè)體的血液樣本進(jìn)行研究分析，其中包括被診斷為晚期非小細(xì)胞肺癌的患者、癌癥早期患者以及未患癌癥的個(gè)體，對(duì)照組人群中含有患多發(fā)性硬化癥、慢性胰腺炎和冠狀動(dòng)脈疾病的患者，這樣設(shè)計(jì)的原因是研究人員想通過(guò)研究確定這種新算法能夠?qū)Π┌Y特異性的RNA進(jìn)行篩選。研究者表示，thromboSeq算法對(duì)血小板中大約5000種不同的RNA分子進(jìn)行掃描篩選，同時(shí)不斷對(duì)一系列RNA基因進(jìn)行優(yōu)化來(lái)指示癌變腫瘤的存在，隨后研究人員對(duì)血液樣本進(jìn)行了篩選測(cè)試來(lái)觀察這種新型技術(shù)在診斷癌癥上的準(zhǔn)確性。
研究人員進(jìn)行分析的靈感來(lái)源于自然界中動(dòng)物的群體行為，鳥(niǎo)類(lèi)、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)都能夠根據(jù)特定的目的來(lái)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(shuō)道，鳥(niǎo)類(lèi)能夠調(diào)節(jié)自己在群體中的位置來(lái)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(kāi)發(fā)的算法中，對(duì)血小板中復(fù)雜的全套R(shí)NA進(jìn)行分析。
thromboSeq技術(shù)診斷早期癌癥的準(zhǔn)確率能夠達(dá)到81%，診斷晚期癌癥的準(zhǔn)確率能夠達(dá)到88%，在一個(gè)與年齡、吸煙狀況、血液保存時(shí)間匹配的驗(yàn)證控制組中研究者發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的檢測(cè)準(zhǔn)確率能夠達(dá)到91%，研究人員認(rèn)為該技術(shù)能夠足以進(jìn)行臨床試驗(yàn)了。最后Best說(shuō)道，盡管被腫瘤教育的血小板血液檢測(cè)技術(shù)無(wú)法提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果，但其卻能夠補(bǔ)充可替代的活組織檢查的生物源，比如細(xì)胞游離DNA、胞外囊泡、循環(huán)蛋白質(zhì)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞以及諸如CT掃描等成像模式。
下一步研究人員計(jì)劃通過(guò)更為深入的研究來(lái)對(duì)這種新算法進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)更多樣本和疑似肺癌患者進(jìn)行更多檢測(cè)；研究者的目的就是深入理解在癌癥存在時(shí)血小板如何被“教化”的生物學(xué)機(jī)制。
3. Sci Rep：血液標(biāo)志物能夠準(zhǔn)確區(qū)分病毒或細(xì)菌感染
抗生素是能夠挽救生命的藥物，但過(guò)量的使用正在導(dǎo)致世界上最嚴(yán)重的健康危機(jī)-抗生素耐藥性的出現(xiàn)。來(lái)自羅徹斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)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(zhǔn)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(biāo)志物，能夠幫助以生命準(zhǔn)確鑒別病毒感染與細(xì)菌感染（抗生素能夠幫助抵抗細(xì)菌感染，但對(duì)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(méi)有確認(rèn)患者為細(xì)菌感染（例如急性肺炎），因此該方法具有重要的意義。
"對(duì)于呼吸道感染來(lái)說(shuō)，通常難以準(zhǔn)確判斷其感染源的屬性，尤其是對(duì)于癥狀比較嚴(yán)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(shuō)道。"我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出一種能夠幫助醫(yī)生們排除細(xì)菌感染可能，而且對(duì)醫(yī)生以及患者都可以接受的方法"。
在這項(xiàng)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(cè)試的手段鑒定了每一位患者的感染源（41名為細(xì)菌感染，53名為病毒感染）。之后，作者們利用復(fù)雜的遺傳學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)手段分析了血液中的每一類(lèi)生物學(xué)標(biāo)志物，從而能夠準(zhǔn)確地對(duì)患者的感染類(lèi)型進(jìn)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(duì)患病的人群究竟是否屬于細(xì)菌感染做準(zhǔn)確的評(píng)判。
4. Science子刊：重磅！新型胰腺癌早期血液檢測(cè)技術(shù)或有望進(jìn)入臨床試驗(yàn)
DOI:10.1126/scitranslmed.aah5583
日前，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Science Translational Medicine上的研究報(bào)告中，來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)出了一種新型生物標(biāo)志物檢測(cè)盤(pán)（biomarker panel），或能夠幫助進(jìn)行胰腺癌的早期診斷并且開(kāi)發(fā)新型治療癌癥的療法；每年美國(guó)都有超過(guò)5.3萬(wàn)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(shí)候往往已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了腫瘤被手術(shù)移除的最佳時(shí)機(jī)；研究者Ken Zaret博士表示，文章中我們鑒別出了一對(duì)生物標(biāo)志物，其能夠幫助研究人員及早對(duì)胰腺癌患者進(jìn)行診斷；通過(guò)對(duì)模擬人類(lèi)胰腺癌進(jìn)展的細(xì)胞模型進(jìn)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(gè)亞群能夠作為診斷胰腺癌的潛在血液生物標(biāo)志物。
研究者Robert Vonderheide表示，對(duì)癌癥進(jìn)行早期診斷對(duì)于有效降低多種類(lèi)型癌癥對(duì)機(jī)體的影響非常重要，包括乳腺癌、結(jié)腸癌和宮頸癌等，長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家一直非常關(guān)注胰腺癌，因?yàn)檫@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(cuò)過(guò)了最佳的治療時(shí)機(jī)，對(duì)和疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè)往往能夠明顯改善患者的治療。這種新型生物標(biāo)志物檢測(cè)盤(pán)的開(kāi)發(fā)基于2013年研究人員所開(kāi)發(fā)的首個(gè)人類(lèi)胰腺癌進(jìn)展細(xì)胞模型，研究人員利用干細(xì)胞技術(shù)從患惡性胰腺導(dǎo)管腺癌患者的機(jī)體中開(kāi)發(fā)出了一種新型的細(xì)胞系，通過(guò)將晚期階段的人類(lèi)癌細(xì)胞遺傳重編程為干細(xì)胞狀態(tài)或能幫助研究人員驅(qū)動(dòng)重編程細(xì)胞使其進(jìn)展成為早期癌變階段，而在這一過(guò)程中就能夠闡明疾病早期階段血液中的生物標(biāo)志物。
研究者表示，利用簡(jiǎn)單的蛋白檢測(cè)儀器，我們從746份癌癥和對(duì)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(biāo)志物；血液中THBS2的水平結(jié)合晚期階段生物標(biāo)志物CA19-9的水平或許就能夠幫助研究人員可靠有效地對(duì)患者機(jī)體中的胰腺癌進(jìn)行診斷。
隨后研究人員對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化，研究者Zaret表示，血液中THBS2和CA19-9濃度的陽(yáng)性結(jié)果能夠持續(xù)準(zhǔn)確地對(duì)所有癌癥階段進(jìn)行鑒別，值得注意的是，相比當(dāng)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(biāo)志物的組合性檢測(cè)盤(pán)還能夠改善研究者區(qū)分不同胰腺癌類(lèi)型的效率，下一步研究者將對(duì)一系列胰腺癌患者提供的樣本進(jìn)行研究來(lái)證實(shí)這種新型檢測(cè)盤(pán)的檢測(cè)效果，而且這些患者往往能夠在診斷之前提供其機(jī)體的血液樣本。
5. 新型檢測(cè)技術(shù)可“兩分鐘”診斷肝癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)
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(jìn)行及時(shí)的診斷，從而避免疾病的惡化以及治療效果的降低。
最近，來(lái)自猶他大學(xué)化學(xué)工程學(xué)教授Marc Porter等人開(kāi)發(fā)出了一種快速檢測(cè)肝癌的方法，這種方法不需要依賴生物切片樣本，檢測(cè)時(shí)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(jià)：檢測(cè)成本只需要3美元。另一方面，這種檢測(cè)方法不需要特定的醫(yī)院或設(shè)備，患者可以隨時(shí)隨地進(jìn)行檢測(cè)，極大了便利了有需求的人群。
目前，檢測(cè)感染的方法依賴于血液檢測(cè)以及超聲波成像。而這兩種檢測(cè)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(fù)擔(dān)。
而這一新型的檢測(cè)方法只是利用一個(gè)內(nèi)部裝有含生物活性檢測(cè)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(cè)樣本。檢測(cè)樣本滴到薄膜上之后將會(huì)在上面再覆蓋一層附著有檢測(cè)生物標(biāo)志物的底物的金顆粒。如果樣本中含有對(duì)應(yīng)的生物標(biāo)記物，那么將會(huì)產(chǎn)生顏色反應(yīng)。這一技術(shù)大大提高了目前的檢測(cè)效率。
如今，研究者們已經(jīng)完成了該技術(shù)的概念性試驗(yàn)，并且開(kāi)發(fā)出了檢測(cè)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(jì)劃在2019年在蒙古國(guó)對(duì)這一試劑盒的檢測(cè)效果進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)估。
6. Integr. Biol：新型瘧疾檢測(cè)技術(shù)能夠幾分鐘內(nèi)檢測(cè)出疾病的嚴(yán)重程度
DOI: 10.1039/c7ib00039a
我們都知道瘧疾是十分嚴(yán)重的傳染性疾病，如果沒(méi)有得到治療，患者病情將會(huì)極度惡化，并且在24小時(shí)之內(nèi)死亡。來(lái)自大不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究者們開(kāi)發(fā)出一類(lèi)能夠快速且靈敏地檢測(cè)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(guó)家的人民。
瘧疾侵染機(jī)體的一種主要的方式就是分泌過(guò)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(dǎo)致血紅細(xì)胞出現(xiàn)氧代謝壓力，進(jìn)而提高其受破壞以及被清除的風(fēng)險(xiǎn)，即臨床上所謂“溶血性貧血”的癥狀。
在這一研究中，來(lái)自UBC的研究者們發(fā)現(xiàn)血紅細(xì)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(cè)，因此對(duì)血紅細(xì)胞狀態(tài)的檢測(cè)能夠間接性地提供血紅素誘導(dǎo)的氧代謝壓力以及瘧疾的惡化程度的標(biāo)志。
“由于這一方法是機(jī)械性的，因此能夠適用于資源匱乏的貧窮國(guó)家，也就是瘧疾肆虐的國(guó)家和地區(qū)”，該文章的首席作者，來(lái)自UBC的博士后研究員Kerryn Matthews說(shuō)道：“其它一些檢測(cè)瘧疾惡化程度的方法都需要檢測(cè)者接受系統(tǒng)的訓(xùn)練以及配備昂貴的設(shè)備或試劑，而這些正是受害國(guó)家難以提供的”。
為了快速且靈敏地檢測(cè)血紅細(xì)胞的狀態(tài)，UBC的研究者們開(kāi)發(fā)出了“多通路液相活塞”：這是一種簡(jiǎn)單的微流控設(shè)備，包含34個(gè)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(guò)將血液注入上述設(shè)備，將血紅細(xì)胞放置于不同的通道中，并且施加不同程度的壓力直到細(xì)胞被擠得變形而通過(guò)通道為止。如果細(xì)胞足夠硬的話那么將無(wú)論如何無(wú)法通過(guò)微型通道。這種設(shè)備能夠在幾分鐘之內(nèi)檢測(cè)出不同患者血紅細(xì)胞的柔韌性以及形變能力。
除了指示瘧疾感染的嚴(yán)重程度，血紅細(xì)胞的形變能力對(duì)于設(shè)計(jì)抗瘧疾藥物以及揭示細(xì)胞遭受破壞的機(jī)制等方面的研究也具有一定的價(jià)值。健康的血紅細(xì)胞具有很強(qiáng)的彈性，因此能夠輕易通過(guò)微型的通道，而瘧原蟲(chóng)將會(huì)破壞血紅細(xì)胞的這一特性，最終導(dǎo)致血流的減緩以及器官的衰竭。因此，這一研究對(duì)于檢測(cè)疾病的惡化程度具有重要的意義。
