案例11
《健康报》蛋白指纹图谱给人类带来什么
几年前,我国“973”规划《恶性肿瘤的发生与发展基础研究》首席科学家程书钧教授说过,肿瘤治疗的关键在于早期发现和早期治疗。能在CT、MRI下观察到的占位性病变已算不上最早期,当然也不是治疗的最佳时期。他提出应该从细胞生物学角度看癌变,将肿瘤扼杀在细胞萌芽期。但又有谁能如此明察秋毫呢?近来,蛋白指纹图谱技(SELDI)展现一种快速、简便、准确、特异性强的诊断技术正向人类走来。
一种划时代的诊断模式诞生蛋白指纹图谱技术有多神奇?随着人类基因组测序的完成,人类拥有了解码生命本质的钥匙。但人类基因只有3万个左右,大大少于预期数量,这与人类千变万化的个体差异及 疾病表现不相匹配。实际上,生命的万千景象是通过基因的产物蛋白质表现出来的,人类的蛋白质数量约有10万多个。因此,充分挖掘和利用蛋白质中极其丰富的信息对于理解人体的生理病理活动、检测疾病的发生发展具有重大意义。
上世纪末,美国科学家经过10年不懈的努力,发明了一种十分有效的疾病早期诊断方法,这就是蛋白指纹图谱技术。SELDI不同于只能针对单一指标进行分析的传统检验技术,它是通过对蛋白质动态的分析,探索疾病早期最微小的指标和征兆,绝不会使大量疾病相关信息擦肩而过。以肿瘤为例,一个肿瘤细胞长成肿瘤大约需要10~15年时间。尽管目前有巴氏涂片、隐血试验、食道拉网、计算机断层扫描、超声诊断等很多早期筛查方法,但敏感性和特异性平均不到60%。据美国权威杂志《肿瘤研究》报道,蛋白指纹图谱技术可以测出前列腺癌形成5年前的蛋白指纹。因为肿瘤标志物较敏感,当肿瘤细胞数达到数千万个时,就可从血清、尿液中检测到蛋白质、酶或癌基因等生化变化。
拥有个人生命光盘不再是梦想蛋白指纹究竟是什么概念?就像每个人的指纹不同于他人一样,每种疾病的特定蛋白质表达物也不一样,称之为指纹图谱是种形象比喻。蛋白指纹图谱技术是由蛋白质芯片及分析仪器—表面加强激光解析电离飞行时间质谱两部分组成,可以将病人血清中蛋白质成分的变化记录下来,绘制成蛋白指纹质谱图,并显示样品中各种蛋白的分子量、含量等信息。将这张图谱与正常人、某种疾病病人的谱图,或基因库中的谱图进行对照,就能最终发现和捕获新的特异性相关蛋白及其特征,整个测定一般几十分钟就全部完成。
科学家已经确定了各种疾病的特殊标志分子,发现一个蛋白不同片段变异是不同类型肿瘤或其他疾病的标志。因此,这一技术有望为疾病的诊断、治疗和药物开发带来突破性进展。今年,美国已经将这项技术用于卵巢癌的筛查,准确率达100%。已有89种疾病可以通过这种技术检测出来,如乳腺癌、前列腺癌、肝癌等肿瘤;心肌梗死、高血压、急性心力衰竭等心血管疾病;SARS、艾滋病、病毒性肝炎等传染病;抑郁症、早老性痴呆等神经精神病学;还有糖尿病、地中海贫血等其他疾病。人在一生中的蛋白指纹图谱处于动态的不断变化过程,通过这项技术,将来人们有可能拥有自己的生命光盘,记录下个人有生以来不同阶段的蛋白指纹图谱,从分子水平了解并观察自己的生理变化,或作为治疗前后的比对参照。
病种 | 敏感度 | 特异性 | 文献出处 |
肝癌 | 91.20% | 97.10% | 郑燕华,李宁,张建中 蛋白芯片技术筛选肝癌血清标志蛋白的初步研究 中华检验医学杂志2005年6月第28卷第6期 |
肺癌 | 95.90% | 90.00% | 杨栓盈,肖雪媛,何大澄 用蛋白质芯片技术筛选非小细胞肺癌患者血清中标志蛋白 中华结核和呼吸杂志2006年1月第29卷第1期 |
胃癌 | 90.91% | 93.55% | 梁勇,潘春琴,郭军华 血清蛋白质指纹图谱模型在胃腺癌诊断中的应用 中华检验医学杂志2004年9月第27卷第9期 |
前列腺癌 | 96.39% | 92.63% | 潘玉琢,肖雪媛,杨宝学 蛋白质芯片技术在前列腺癌诊断中的应用 中华医学杂志2005年11月30日第85卷第45期 |
乳腺癌 | 91.20% | 93.30% | 胡跃,张苏展,郑树 乳腺癌患者血清蛋白质指纹图谱检测及其临床意义 中华检验医学杂志2004年10月第27卷第10期 |
卵巢癌 | 100.00% | 90.90% | 余捷凯,郑树,刘建 血清蛋白质谱与人工神经网络模型诊断卵巢癌的应用性研究 中华检验医学杂志2005年5月第28卷第5期 |
结直肠癌 | 97.30% | 100.00% | 高春芳,赵光,马龙华 用飞行时间质谱技术筛选结直肠癌患者中特异性生物标志物的临床意义 中华检验医学杂志2003年11月第26卷第11期 |
胰腺癌 | 96.97% | 96.67% | 王宝囡 应用SELDI-TOF-MS技术建立胰腺癌筛选血清蛋白指纹图谱模型 放射免疫杂志2009年第22卷第2期 |
食道癌 | 91.50% | 86.90% | 王英,张自森,赵晓航 食管鳞癌血清WCX2蛋白芯片诊断模型的研究 中华检验医学杂志2004年10月第27卷第10期 |
肾癌 | 88.00% | 91.00% | 张锐强,李宁,王彭 血清蛋白质指纹图谱模型在肾癌诊断中的应用 中华泌尿外科杂志2006年8月第27卷第8期 |
喉癌 | 87.00% | 90.20% | 张秀强,邓碧萍,曲讯 表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱血清蛋白指纹图谱在喉癌诊断中的应用 临床耳鼻喉科杂志2006年9月第20卷第18期 |
鼻咽癌 | 91.66% | 95.83% | Yuanjiao Huang,Chao Xuan,Min He SELDI-TOF MS profiling of serum for detection of nasopharyngeal |
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