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液体活检:可识别癌症,传染病以及肥胖症等疾病

2017-09-15 12:27  来源: 都商网   分类: 大健康
研究者们正在研究DNA碎片是否可以用于检测慢性感染或在并发症出现之前检测出疾病类型。技术层面来说是可行的。但真正的问题这种测试最终会对病人有益吗?

液体活检:可识别癌症,传染病以及肥胖症等疾病

除红细胞,白细胞和荷尔蒙以外,我们身体里的每一滴血都有极微小的DNA碎片,这些这些小碎片一般在体内不同细胞死亡之时释放出来。最近用于分析这些遗传信息片段的工具在分析速度和效率上?#30142;?#26029;增加,这大大推动了所谓的游离DNA检测(cfDNA)的发展,由其是对产前检查婴儿发育状态方面有?#32982;?#35201;的意义;但最好检测方式的恐怕还并非如此。
 
圣地亚哥加州大学的生物工程专家张鹍表示“当细胞因这样或那样的原因死亡时,他们会在血液中释放DNA”;“如果我们可以辨别出这些DNA来自哪种细胞,那么要找出不同身体部位中的损害也变得极为可能”。因游离DNA检测仅需抽血化验,过程极为简单,所以其?#22411;?#22823;大提高医生在病发早期易治愈阶段诊断出各类疾病的能力。该检测还可减少移植术后为监测新器官的健康状态而让病人进行活检的?#38382;?#21478;一个研究者表示,cfDNA最终可能会像于19世纪问世的声音听诊器永远地改变医生诊断方式一样,最终成为“分子听诊器”,为实践医学开辟新的道路。
 
首次商用cfDNA序列于2011年亮相。这种新的血液检测方式可在孕期一个月时通过检查母体血液中的胎儿DNA来发现孩子是否有唐氏综合征或者其他类似遗传病症。(孕妇血液中的10%~15%DNA都来自于胎盘,胎盘基因与胎儿基因极为相似。)这些母体血液测试正在迅速取代那些不准确的检测方法,如超声波和血样分析。
 
最近,研究者们开始着手运用cfDNA来研发液体活检,从而分析肿瘤中的基因构成或者寻找癌症再生的证据。在肿瘤发展扩撒时,通常也会将相应的DNA带入血液中,且由于这些肿瘤?#22411;?#21464;变种,其释放的DNA与正常的DNA碎片有明显的不同。首次液体活检实验于三年前展开;尽管这些?#30142;?#22312;常规医疗护理?#27573;?#20869;,但其仍在迅速发展。一公司表示其将会在未来的五年内将对一百万人进行血液活检试验;还有一家公司已经为血液活检研究筹集了十亿多美元。
 
此外,专家们还在测试一个类似于cfDNA的检验方法,进而用于观察新移植器官,这些新器官一般很有可能由于受众的免疫系统而遭排斥。目前,移植医师通过不断的活检来检查移植后器官的健康状态,但这种方式很烧钱且对身体有侵袭性。比如说,在移植捐献者的一颗心脏或者一个肾中的少量DNA后,这些DNA会作细胞再生和死亡程序中的一部分在血液中正常循环。如果主免疫系统侵入了植入器官,捐献者的DNA数量将会随着外来细胞的不断死亡而增多。CareDx公司早已开始向移植肾脏的病人开放这种测试。
 
以上说的各种测试也仅仅是一个开始。研究者们正在研究DNA碎片是否可以用于检测慢性感染或在并发症出现之前检测出疾病类型。技术层面来说是可行的。但真正的问题在于其子在常规医疗护理中是否高效,划算且便于使用。张鹍表示:“最终要的考虑点应该是这种测试最终会对病人有益吗?”
 
在斯坦福大学从事移植监测研究工作的生物工程学家Stephen Quake,Mickey Kertesz以及他们的同事注意到传染性机体中的遗传物质,如血样中的病?#23613;?#20182;们便开始研究cfDNA是否可以?#34892;?#22320;查出感染源,但这像大海捞针一样难:Kertesz表示,血液中10万或者100万的DNA里才能有一个可能来自病毒或其他病原体。
 
因此研发人员研发了一种方法,通过减少血样中的DNA来增强检测信号。衍生公司Karius今年早些时候推出了一项可识别出住院病人体内细菌,真菌以及寄生虫的检测。Kertesz公司表示,这项检测可以发现危及活检的器官感染,其中包括肺部或脑?#24247;?#24863;染;还表示这对那些感染源不明或无法手术的患者来说都极为有用。
 
最近一个案例中,病?#35828;腃T和MRI扫描显示脑内结节,但如果不取出一些脑组织,医生便不能用传统方法准确查明原因。而利用新推出的Karius检测出来起因是可治愈的寄生虫性弓形虫症。“目前,这些技术比较新且比血培养贵,所以这还不能成为第一防线。”Kertesz解释称,“但我坚信?#25913;?#21518;这才是正确的路。”他们的测试在八所医院中进行;该公司已扩大其生产能力以及基础设施建设,且计划在今年拓宽发展渠道。
 
但cfDNA要兑现其最终?#20449;?mdash;—监测身体的任何部位的功能——仍有问题。在怀?#23567;?#30284;症和感染检测中会有一个单独的基因组可供分析(基因组来自于胎儿、肿瘤或病原体),所以要找出特定某一部分碎片并不困难。而若想将cfDNA检测用于其他疾病中,研究人员必须先解决一个更棘手的问题:确定DNA源于哪个细胞组织或器官。而在这方面,由于所有细胞都具有基本相同的基因组,所以测序无任何帮助。如果碎片正在检测中,医生是无法立即知道其来源是心脏,胃还是肾脏。
 
一种解决方案是检测甲基,甲基是DNA化学附属物,其控制着基因什么时候以怎样的方式开和关。DNA甲基化在不同的器官,甚至同一器官的细胞之间都有显著不同的模?#20581;?#24352;鹍团队绘制出了人体的甲基化图,因此,测试可以根据血液中的DNA碎片和甲基化的特征模式追溯其起源。
 
利用同样类似的方法,一个以色列研究小组表明肥胖症越来越?#29616;?#30340;患者有更高的来自胰小岛即将死亡细胞的cfDNA,这在病发过程中并未体现。cfDNA测试可以使胰腺?#29616;?#21463;损前给与支撑,因此这种治疗可以保护器官,让一个人保持健康。同样,该团队还发现脑血液中的cfDNA有着多发性?#19981;以?#37027;些?#34892;?#33039;病得人身上也发现了脑部损伤。该研究与去年发表,这仅是该实验向实用迈出的第一?#20581;?/div>
 
华盛顿大学的遗传学家Jay Shendure称cfDNA分子听诊器在接下来的200年里,会不断发展,且发现另一种追踪cfDNA从何而来的方法。DNA被包裹在不同的组织中,当细胞死亡时,DNA会被不同的模式切碎。例如,来自心肌与脑细胞的cfDNA长度是不同的。
 
在最近的研究中,Shendure的研究小组使用该检测模式确定了五例癌症患者的肿瘤原发部位。他们创办的Bellwether Bio公司,将该方法应用于4至5%的肿瘤原发部位不明的侵袭性癌症病例中,知道肿瘤原发部位可以帮助医生选择最佳的治疗方法。
 
将来cfDNA检测可能也适用于其他疾病,包括中风,或自身免疫性疾病,如红斑狼疮。张鹍教授提醒称,除了准确,检测还必须是负担得起的和实用的,这可能需要大?#24247;?#24494;调和巧妙的设计。除了准确,测试还需要更实惠且实用,这就需要不断的调整和改正。但这也创造了一种可能:也许有一天,仅仅一小瓶血就能使身体更健康。

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        原文标题:液体活检:可识别癌症,传染病以及肥胖症等疾病
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