蛋白的质谱分析能助你揪出早期的癌症
patience 2015-02-11 09:10:00
新的有力工具
“蛋白的质谱分析提供了一种新的有力工具，来寻找基于蛋白的癌症生物标志物。”金茨勒说，“使用肿瘤释放到血液、粪便、尿液中的游离DNA来作为生物标志物，也是未来癌症检测具有前景的一个方向。”
1995年开始的蛋白质组学是过去几年里许多人报以希望的领域。蛋白质在身体的细胞间传递信息，而蛋白质组学想要将人体内所有的蛋白质研究清楚，包括它们与疾病之间的关联。通过质谱分析的方法，科学家能够将人体内不同质量的蛋白质绘制在一幅图的不同位置，这样就得到了一个图谱。
吃饭前后、睡觉前后、生病前后等等不同的身体状态下，一个人体内的蛋白质的表达谱会不太一样。乃至于接受医学治疗之后每个人身体的不同反应也都可以通过蛋白质表达谱反映出来。科学家们设想，假如能够找到癌症特异的蛋白质表达谱，就能够做到检测癌症。
许多人投入到这项工作之中，筛选体内可能与癌症状况紧密相关的蛋白质。发明家丹尼·赫里斯(Danny Hillis)最初尝试用人工的方法检测人血液中的蛋白质，但发现这个过程及其繁复，需要多达一百多步的连续过程，中间只要实验者稍微休息一会儿，可能就会前功尽弃。于是他后来发明了仪器来完成这项工作。
大量潜在的标志物先后被发现，其中也有一部分已经进入了临床阶段。但是，这个方向也并非设想中的那样简单。
由于蛋白质组学技术复杂，对仪器操作的要求高，以及对生物信息分析的复杂性，目前的实验结果只能在实验室得到较为理想的结论，而实际应用中的可靠性则存在问题。比如，目前能实际应用于肝癌的标志物只有α-胎蛋白，它存在于血清中，便于检测且特异性强，但缺点是准确度不理想。
“越是简单的概念，越是简单的方法得出的结论，就越可靠，临床上越能用。”张辰宇说。他认为蛋白质组学的方法虽然强大，在过去几年中让人们对癌症的发病机理有了更深入的认识，但是把它用于临床检测就太过复杂了。
张辰宇想要从另一个路径攻克癌症早期诊断的难题，他所利用的生物标志物是一种起初并不被人们所看好的物质——微小核糖核酸(microRNA)。
把诊断提前三年
微小核糖核酸最早发现于1993年，是一种由19到23个核苷酸组成的小分子单链RNA。它存在于动物、植物和病毒中。在许多生命活动中，微小核糖核酸都发挥了对信号转导途径的调控作用，这些过程包括胚胎发育、细胞的增殖、分化与凋亡、免疫应答等等。
科学家最早从血液中检测出微小核糖核酸时，并没有在生物学界引起很大的反响，因为血液当中提取出核酸并非新鲜事，而且人人都知道“RNA是不稳定的”，这也就很难让人们看到它的应用前景。
但是张辰宇及其合作者却发现，血液中的微小核糖核酸是稳定可检测的，甚至相比于一些蛋白质性质的标志物还要稳定，而且不受检测者本身情绪等干扰因素的影响。因而这很可能是一个比蛋白质更优秀的肿瘤标志物。
“对人类癌症中微小核糖核酸的诊断及其他一些研究进展，让我们以前所未有的眼光了解到癌细胞究竟有何不同。”金茨勒向南方周末记者评论说。他没有参与张辰宇的研究项目。
科学家们发现，微小核糖核酸在各种肿瘤中都有异常表达，因而它的特定变化被认为是肿瘤发生与发展的主要特征之一。目前人体中已知的微小核糖核酸有上千种，当某种癌症发生时，可能会有一些相应的微小核糖核酸发生浓度变化，如果能找到这些变化的规律，就能够形成癌症的“指纹”。
与蛋白质组学方法类似，只需要抽取少量的血液样本，研究者就能够检测出患者体内微小核糖核酸的表达谱。不同的是，过程上简单许多：只需要在传统的临床仪器中加入一个特定的试剂盒就可以了。
正因为如此，张辰宇认为微小核糖核酸的应用前景在于它操作的简便性：个人诊所规模就可以进行患者的样本采集，再通过早已成熟的定量逆转录PCR处理之后就可以代入数据库对比，分析检测结果了。目前他所在的实验室已经建立了容量上万的患者样本数据库，但是他们希望在这项技术真正投入使用的时候这个库可以达到几亿个样本，那样分析结果的可靠性又会大大提高。
另一方面，到目前为止，微小核糖核酸的确显示了它在癌症早期检测上的潜力。与传统方法相比，在用于非小细胞肺癌的诊断时，微小核糖核酸能够提前33个月做出检测。张辰宇的实验室还检测了300个美国的病例样本，双盲检测之后得到的结论是病例中有108例肺癌。这个结果只错了3例。
不仅仅是肺癌，包括肾细胞癌、胰腺癌等癌症也都在张辰宇等人的研究范围。“目前国内医疗水平较高的医院检测出的胃癌病例中80%到85%是晚期患者，我希望通过自己的技术将这个数字降低到20%到30%。”张辰宇说。
蛋白的质谱分析助你揪出早期的癌症，这的确是真的。科学家们都对这个癌症的早期诊断方式寄予厚望：“我们相信，在未来的十年里，癌症死亡数可以被降低75%，但是只有在我们把更大的力量投入到早期诊断和预防上时，这个数字才有可能达到。”相关文章链接：警惕癌症早期信号：无疼痛
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