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?？贵w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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