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PNAS:癌癥標志物檢測新技術

日期:2012-09-05 08:13:51

通過將兩個行而有效的分析技術結合在一起,并加入一個來自血液的蛋白,就獲得了了與臨床上基于抗體檢測同樣精確和靈敏的新技術方法,研究人員在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志在線版上發布了這項研究成果,這一技術能用于檢測癌癥患者血液樣品中的新型標志物

 

“臨床試驗幾乎總是采用抗體來檢測生物標志物,這是因為抗體靈敏度高,”文章作者,錢維軍說,“但要研制出能作為工具的抗體,往往需要一年半的時間。抗體研發是疾病和系統生物學研究中,分析新型生物標志物的瓶頸之一。”

 

錢維軍,Tujin Shi, Tom Fillmore 和他們的同事研發出了一種稱為PRISM的技術,能高效靈敏的整合現有的技術,完成與目前臨床上標準實驗:ELISA一樣精確的檢測,分析來自癌癥患者的血液樣品,解決了一個長期存在的問題。

 

研究人員采用了一種常用的技術,即稱為高效液相色譜法(HPLC),將蛋白濃縮約100倍。雖然這是一個很好的開端,但是研究人員還是需要在這濃縮的樣品中,找到興趣蛋白。

 

因此,他們派出了一個“間諜”——一種蛋白,這種蛋白的存在會告訴他們,發現的是否是他們所尋找的靶標蛋白。

 

研究組針對一個生物標志物,構建了一個“更重”的版本,他們利用包含額外中子的碳和氮原子,合成這種蛋白,這樣這個蛋白重量異常,但并沒有改變任何其他特征。新分子與在血液,細胞,或樣品中的原有蛋白好似一對雙胞胎,雖然這對雙胞胎在分析儀器中行為相似,但是較重的那個在樣品的許多蛋白​​中更容易被找到。

 

從而當把較重的那個蛋白加入到樣品中后,研究人員就讓樣品通過儀器獲得濃縮餾分,由此樣品包含了較重的生物標志物,還包含它的孿生兄弟,天然的那個蛋白。這樣研究人員就可以量化蛋白。

 

為了證明可以利用PRISM找到非常罕見的蛋白,研究組收集了攜帶一種稱為前列腺特異性抗原PSA(一般只有男性攜帶)的生物標志物的女性血液樣品,結果他們發現能檢測到每毫升約50皮克這樣濃度的PSA,就如同典型的ELISA檢測的靈敏度,這一靈敏度是常規質譜方法靈敏度的約100倍。

 

“這是無抗體方法中靈敏度的一個飛躍”,錢說。

 

之后,他們又測試了男性癌癥患者樣品中的PSA,發現PRISM能像ELISA一樣正常工作。有趣的是,PRISM檢測到的PSA的數量是ELISA的三倍。這一結果表明,基于抗體的ELISA實驗并不能檢測到所有的生物標志物。這可能是由于抗體無法識別蛋白所有的不同形式,錢說,而PRISM則能檢測到蛋白總量。

 

除了靈敏度,PRISM優勢還在于只需患者少量的血液或者血清,研究人員只需要癌癥患者2微升的樣片。

 

但是這種技術也存在缺陷,那就是一次能檢測的樣品數量,研究人員希望一次能分析上千個樣品,基于抗體的的方法能完成這種高通量篩選。但PRISM一次只能測試幾百個樣品,不過,從總體時間來看,研究人員無需研發抗體,仍然提前把生物標志物找到。

 

對于基礎生物學研究,錢說,這種方法可用于分析某些需要精確定量多個不同蛋白含量的實驗中。

 


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