点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:为疾病筛查留了一扇“窗”
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

为疾病筛查留了一扇“窗”

来源:《中国科学报》2021-04-30 09:07

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  高友鹤(左)和郇宇航在分析数据

  “早发现,早治疗”是人类战胜诸多顽疾的关键。然而现实却很“骨感”,由于目前人们掌握的检测手段有限,很多癌症患者确诊时已到了中晚期。

  北京师范大学生命科学学院教授高友鹤团队研究发现,小鼠尿液蛋白质组能够发现与抑郁症相关的变化,这为诊断抑郁症提供了潜在的线索。该检测方式也可用于多种疾病的早期筛查。近日,相关研究在线发表于《药物与生物医学分析杂志》。

  比“早期”更早

  “这可以说早到很多临床医生都难以置信的程度了。”高友鹤对《中国科学报》说,“我们的研究发现,对很多疾病来说,尿液标志物的变化早于症状、体征、影像、病理,在血液里还没有变化时,尿液中的蛋白已经有了反应。通过尿液标志物筛查疾病,能早于血液检查。”

  高友鹤认为,生理学中有种“稳态效应”,即人体有种自我调节机制,有“缓冲”和“净化”的能力。肝、肺、肾的功能之一是把对人体有害的东西“弄”出去,从而令血液的各项指标保持“相对的稳定”。当病变初期或伤害轻微时,人体会维持血液“健康时的样子”,但这时有害的东西已经排到尿液中了。

  “如果你一滴一滴地喝橙汁(酸性物质),在它远未达到引起血液改变的程度就开始被排到尿里了,这时候血液中是检测不出的。当你喝得越来越多、越来越快的时候,肝、肺、肾无法完全‘净化’时,血液才开始变酸。”高友鹤说,“所以,当我们从血液中检测到早期病变时,实际上已经被疾病侵害到了身体没法代偿的程度了,可能已经很久了。”

  当我们出现症状,或者感觉不适就医时,“人体已经把缓冲能力用光了”,等血液里有了变化的时候,即使被我们发现,已经不是早期的疾病状态了。而在尿液中则能发现非常细微的病变,甚至根本达不到引起病变的程度就能在尿液中体现出来。

  研究人员把肿瘤细胞“打”到小鼠脑中,同时使用核磁共振和尿液标志物检测。很早甚至第二天,就能在尿液中检测到一些蛋白的变化,但直到第10天,核磁共振观察还不太明显。

  中国抗癌协会科普部部长、首都医科大学肺癌诊疗中心主任医师支修益告诉《中国科学报》:“癌症早筛的重点是运用新的方法手段,把‘早期发现癌症’变为‘早期发现早期癌症’,让患者在最佳时间接受治疗。”

  “我们在尿液里发现很多变化,实际上这些变化并不是肿瘤细胞掉到尿里了,而是肿瘤在侵入人体的时候,免疫系统和它‘打仗’,我们在尿里检测到的,是这场‘战争’的‘炮灰’。”高友鹤说,“考虑到免疫系统的放大作用,我们才理解,为什么那么早就能在尿液中发现肿瘤相关标志物。”

  无可替代的优势

  血液和人体所有器官紧密相连,所以人们在筛查疾病、判断病情时,更多地关注血液中的相关标志物(血液指标)。但有些疾病是无法用血液进行筛查,或面临检测不出的窘境。

  比如,孤独症(自闭症)的早期干预非常重要,但它是一种多基因遗传病,存在一定的遗传倾向性。对很多婴儿或儿童来说,人们无从判断他是否遗传了这种疾病,只能通过对父母的问卷判断,这导致很多儿童开始诊治时,已经错过最佳治疗期了。

  抑郁症是一种严重的、终身患病率很高的精神疾病,严重时可引起自杀行为。但目前对这种全身性、多因素复杂疾病的临床诊断仍然缺乏客观有效的生物标志物。

  “尿液作为血液的滤液,不受内环境稳态机制的严格调控,能够反映比血液更灵敏的、由疾病产生的变化,是寻找疾病标志物的理想来源。”该论文第一作者、高友鹤团队成员郇宇航告诉《中国科学报》。

  慢性不可预计温和应激(CUMS)动物模型目前被广泛用于抑郁症研究,该方法造模所引起的模型动物病理生理改变与人类抑郁症相似。该团队和医科院基础所合作,利用CUMS动物模型,对建模前后的尿液样本进行质谱鉴定和分析,应用前后自身对照的研究方法,探究尿液是否能反映抑郁样行为的相关改变。在鉴定到的36个差异蛋白中,19个曾被文献报道过与抑郁症相关,8个曾被报道过作为抑郁症的生物标志物。对蛋白定量的原始数据进行了1048574次随机分组的结果显示,差异蛋白随机产生的概率不超过5%。

  “初步结果证明,尿蛋白质组可以有效反映CUMS模型中抑郁样行为的改变,为未来抑郁症的诊断和生物标志物的研究提供了重要线索。”郇宇航说。

  “发生病变或吃了有害的东西,很多变化都是从血液中‘过’一遍,它在血液中待的时间相对更短。所以,尿液标志物更为敏感。”高友鹤说。

  提出“路线图”

  鉴于研究发现尿液能够汇集大量疾病相关的变化、能够更好地反映早期微小的变化,是生物标志的更好来源,高友鹤提出利用动物模型寻找和疾病相关的标志物,然后在临床样本中验证药物标志物研发的路线图。

  高友鹤解释说,以前人们进行尿液研究时强调取用人尿,一是用人尿研究人类疾病很直接,二是人尿比动物尿更好取。但用人尿进行研究有个难以控制的因素:很难保证患者和对照组处于完全相同的情况(吃一样的东西、做一样的事情、一样的作息规律等),因为有多种干扰因素,而尿液又非常敏感,难以确定找到的标志物变化一定是某种疾病引起的,更大可能是多种因素共同作用的结果。

  而使用动物模型就可以让动物处在同样的环境中,确定动物开始生病的时间,然后不加干预看疾病怎么发生、发展,同时可以和健康的动物很好地进行对比,非常明确地发现和疾病相关的尿液变化。

  过去十多年,高友鹤团队做过多种疾病、各种器官的疾病模型。如肝、肺的纤维化,肿瘤、小鼠的老年痴呆症等。在研究老年痴呆症时,他们发现小鼠脑中还未发生病变时,就在尿液发现和其相关的蛋白变化。在做肿瘤实验时,他们给小鼠植入10个肿瘤细胞(这种情况下小鼠根本不会出现病变,免疫系统能够打败肿瘤细胞),但尿里就发现蛋白发生变化了。

  “理论上,我们将来甚至能通过尿液标志物,判断疾病处于哪一阶段、免疫能力能否战胜疾病、需不需要治疗。虽然到现在为止,我们只在动物模型上找到这些标志物,它还不能直接用在人身上,但我相信,一定能在人的尿液中找到相关标志物。”高友鹤说,“我们研究过的所有动物,没有一个尿里没有蛋白,虽然这些蛋白种类不同。但这是上帝留给我们看清人体内部一个非常好的窗口。”

  在应用到人的过程中,最大的问题是人在健康状态下不会保存自己的尿样。而保存健康状态下的尿样,才能在后续协助诊断时做对照。为此,高友鹤实验室提出把尿液中高分子物质吸附在膜上,干燥后真空保存的方法,既简单又经济地保存了尿样。

  “这将是未来病历中必不可少的、病人自己的生物学样本。”高友鹤说,“如果能够让所有人体检和看病时,捐献尿样用于疾病早期诊断研究,我国有可能在这方面走到世界前列,从而改变医学的未来。”张双虎

[ 责编:张梦凡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “兵马俑”邀您关注数字丝路发展论坛

  • 2026世界人工智能大会机器人亮点纷呈

独家策划

推荐阅读
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
加载更多