788种! 50倍! 一起围观癌症早期筛查两项新突破
2016-08-04 佚名 生物探索
788种血液生物标志物！50倍的检测精度！是的，你没有听错，也没有看错——这是近期业界关于癌症早期筛查取得的两项新突破。而这将进一步促进癌症早期无创检测技术的开发。
癌症早期确诊和早期治疗对患者的生存有重要的意义，近年来，癌症早期筛查也成为了科研界和产业界的热点领域。最近，国际期刊《EBioMedicine》和《Nature Nanotechnology》分别刊登论文展现在癌症早期筛查中获得的突破，其中前者提到研究人员已经确定788种生物标志物，后者提到一项新技术可提高检测精度至50倍。
788种血液生物标志物
生物标志物是最直接快速的有效诊断手段，在肿瘤诊断、发展、治疗和疗效检测等多方面起到重要的作用。
最近，发表在《EBioMedicine》杂志上的研究表明，研究人员已经确定了788种血液生物标志物，这对发展普通人群的癌症早期筛查试验有重要的推动作用。
该研究由英国谢菲尔德大学的研究人员开展，他们对过去五年中发表的19000项关于血液生物标志物的科学研究进行分析，最后筛选出了4000项价值最大的研究，并以此为基础建立了血液生物标志物列表。
研究人员下一步将仔细研究每一种生物标志物，验证能否将它们应用到筛查试验中；随后，还将根据癌症类型来分类生物标志物，并将通过验证的生物标志物应用到临床中；临床试验包含癌症患者及健康对照组，以验证这些生物标志物识别癌症的有效性；最后，通过临床验证的生物标志物将被应用至人体临床试验中，从而验证这种筛查技术的效益成本。这项工作目前以癌症早期检测协会（ECDC）的名义开展，该协会共有将近40个组织构成，包括高校、医院和公司。
癌症早期检测协会负责人、分子病理学家 Ian Cree教授表示，“一旦完成验证试验和临床试验，我们将用四种不同检测方法来确定一套包含50种生物标志物的列表，这个列表可直接用于临床试验。完成验证试验和临床试验大概需要6至8年，但从理论上讲，高风险人群的验证可能只需要三年的时间。”
期待能筛查不同癌症的血液检测技术
血液生物标志物的存在，意味着即便身体没有出现痛苦的症状，也可能存在癌症。因此，研究人员希望开发出一种能筛查不同癌症的血液检测，这种技术可在癌症扩散前得到识别，并立即治疗。
研究人员对该研究抱有很大的期望，他们希望即便是血液中存在少量的标志物，也能通过这种检测手段来实现癌症的早期检测，之后患者可进一步接受具体的检测以确定肿瘤类型。
“如果这种方法可以检测到95%的癌症，那么意义将非常重大。我们的理想是把该技术应用至普通人群中，因此它必须是十分准确的。我们不想让公众担忧该技术的安全性，也不能做虚假的保证，因此在应用前我们要进行多次验证”，Ian Cree教授说。
英国癌症研究中心的高级健康信息官Fiona Osgun说，“早期检测是一个重要的研究领域，这也是为何英国癌症研究所一直在探索其潜在的投资意义。针对不同类型癌症的血液检测是一个令人振奋的想法，但在进行此类检测之前，必须具备强有力的证据表明它的准确性、安全性等。”新技术将检测的精度提高至50倍
除了生物标志物的种类，检测精度也是癌症早期检测的关键因素。8月1日，发表在《Nature Nanotechnology》杂志上的研究公布了一项新技术，可在纳米水平上对多种生物粒子进行分离，包括DNA、病毒以及外泌体，这大大的提高了疾病诊断的精度。
确定性侧向位移（deterministic lateral displacement）微流控芯片是一种分离和富集微粒子的有效技术，包括分离寄生虫、细菌、血细胞以及血液循环肿瘤细胞。然而，这种技术尚未实现在纳米级别上的分离，纳米水平的分离对生物胶体如外泌体的确定和量化至关重要。
外泌体是液态活检的关键目标，被认为是细胞排泄废物的一种方式，功能取决于其所来源的细胞类型，可参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等方方面面，因而它也被视作一种有价值的生物标志物，被广泛应用到恶性肿瘤的诊断和预后中。
该研究的第一个挑战是通过大小和表面标志体来对外泌体进行分类。研究人员使用硅工艺来生产直径大小范围为25至235nm的确定性侧向位移芯片技术，该芯片可分离20至110nm之间的生物颗粒。与之前公认的最精密的芯片粒子分离技术相比，该纳米级生物粒子分离技术的分离孔径要小50倍，这意味着检测精度也将提高50倍。
研究人员下一步将展示不同直径大小的外泌体如何移动，这为外泌体的精确分类和量化打开了大门。此外，研究人员还将进一步证实该技术在液态活检中的应用能力，这对癌症等疾病的无创筛查和诊断具有重要的意义。
参考文献：
Lesley Uttley1, Becky L. Whiteman1, Helen Buckley Woods, Susan Harnan, Sian Taylor Philips, Ian A. Cree.Building the Evidence Base of Blood-Based Biomarkers for Early Detection of Cancer: A Rapid Systematic Mapping Review.EBioMedicine.July，2016.
Benjamin H. Wunsch,Joshua T. Smith,Stacey M. Gifford,Chao Wang, Markus Brink, Robert L. Bruce,Robert H. Austin,Gustavo Stolovitzky & Yann Astier.Nanoscale lateral displacement arrays for the separation of exosomes and colloids down to 20 nm.Nature Nanotechnology.01 August 2016.
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