PNAS創(chuàng)新突破:滴血驗癌
日期:2014-07-17 09:16:05
盡管醫(yī)學(xué)發(fā)展取得了一些令人驚嘆的成果,癌癥仍是人類的頭號殺手,給我們的醫(yī)療系統(tǒng)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。在疾病的早期對癌癥進(jìn)行診斷和干預(yù)是降低人力和經(jīng)濟(jì)損失的關(guān)鍵。
來自亞利桑那州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新性的疾病檢測技術(shù),其可以基于癌癥引發(fā)的免疫反應(yīng)對幾種常見的癌癥進(jìn)行檢測。他們將其命名為免疫標(biāo)記(immunosignaturing)技術(shù)。研究結(jié)果發(fā)表在7月14日的《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
論文的主要作者、亞利桑那州立大學(xué)的Phillip Stafford說:“多年來我們看到了來自免疫標(biāo)記的一些引人關(guān)注的成果,但將這一技術(shù)引入到科學(xué)界需要極大的耐心。”
到目前為止,只有少量的癌癥生物標(biāo)記物獲得FDA批準(zhǔn)投入臨床應(yīng)用,并且獲得批準(zhǔn)的生物標(biāo)記物效應(yīng)也往往非常有限。存在的問題很多。比如,機(jī)體對癌癥的免疫反應(yīng)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜,患者與患者之間存在很大的差異,此外還取決于癌癥的類型和階段。
個別的生物標(biāo)記物通常缺乏陽性診斷所需的敏感性和分辨率,RNA、DNA、蛋白質(zhì)或肽等診斷分子在血液中稀釋后往往以極其微量存在,使得精確診斷特別具有挑戰(zhàn)。盡管投入了大量的研究來建立更好的疾病癥狀前標(biāo)記物,卻一直令人失望。
免疫標(biāo)記技術(shù)利用的是一種不同的方法。它并非采用一種簡化的生物標(biāo)記物范式,而是依賴于一種復(fù)合系統(tǒng)在指定的時間分析血液中循環(huán)的全部抗體。
這一技術(shù)依賴于一種芯片,數(shù)以千計的隨機(jī)生成的肽被印在玻璃載片上。當(dāng)一小滴血(需要不到1微升的血)遍布芯片時,血液中的抗體選擇性地結(jié)合芯片上的肽,就形成了一幅免疫活性圖像——免疫標(biāo)記。
由于肽序列是隨機(jī)的,與任何自然存在的疾病抗原無關(guān),作者們認(rèn)為這一簡單的平臺有潛力應(yīng)用于多種疾病類型。這大大優(yōu)于高度特異性的生物測定,因為只能檢測一種生物標(biāo)記抗體,后者往往存在大量的錯誤,且敏感性不足。
當(dāng)前的研究評估了免疫標(biāo)記技術(shù)鑒別多種疾病的能力。研究小組從5組癌癥患者處分別取得20個樣本,連同來自20名健康對照的樣本,校準(zhǔn)了結(jié)果,建立了參考免疫標(biāo)記。隨后,他們對涉及相同疾病的120個獨立樣本進(jìn)行了盲法評估。結(jié)果證實準(zhǔn)確度達(dá)到95%。
為了進(jìn)一步評估免疫標(biāo)記的能力,他們對涵蓋14種不同疾病(其中包括12種癌癥)的1500多個歷史樣本進(jìn)行了測試。75%的樣本用于訓(xùn)練階段,剩余的25%用于進(jìn)行盲法測試。研究人員證實平均診斷診斷準(zhǔn)確率超過98%,表明免疫標(biāo)記適用于同時對多種疾病進(jìn)行分類。
具體說來,在一項實驗中研究人員能夠檢測并將一種復(fù)雜的異質(zhì)性疾病——IV期乳腺癌與4種其他的癌癥和健康對照區(qū)分開來。在第二項實驗中,研究人員通過免疫標(biāo)記將14種疾病及健康對照相互區(qū)分開來。測試的癌癥中包括3種不同階段的乳腺癌、4種不同的腦癌、2種胰腺癌、卵巢癌和2種不同的血癌。
相比于傳統(tǒng)的方法檢測一對一的分子識別事件,只能評估一個或少數(shù)的分析物,免疫標(biāo)記法為捕獲疾病復(fù)雜性提供了一個有吸引力的方法,并大大改進(jìn)了檢測。