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

  • 粤港澳大湾区2025年经济总量预计突破15万亿

  • 我国全超导用户磁体取得重大突破

独家策划

推荐阅读
水稻耐不耐旱,和叶子的厚实程度相关,这是由什么因素决定的?日前,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队发现,水稻基因组中的三个耐旱基因可以“团队作战”,
2026-01-27 02:50
年轻人享受便利的同时,关注新的变化:智能穿戴设备是否正在塑造一个充满数据和规定的生活方式?“贴身伙伴”的出现改变了生活,人们同自己身体、同生活本身的关系,是不是也在变?
2026-01-27 03:15
商业航天是培育新质生产力、建设航天强国的重要力量。面对全球商业航天竞争日趋激烈的态势,中国商业航天亟须推动产业从“政策驱动”转向“市场驱动”。
2026-01-27 09:18
云南大学研究团队日前在国际学术期刊《自然》发表了关于早期脊椎动物视觉系统演化的研究成果,首次揭示了早期脊椎动物具有4只相机型眼,
2026-01-27 02:50
印度东部西孟加拉邦近期出现尼帕病毒感染病例,目前已报告5例确诊病例,其中一名患者病情危重。泰国、尼泊尔等国已在机场和边境口岸加强防疫检测。尼帕病毒是一种新出现病毒吗?它有哪些特点?为何印度暴发的尼帕病毒疫情引起多国高度关注?
2026-01-27 03:15
科学家精神在我国科技发展事业中萌芽、生成、丰富、完善,成为兼具历史传承性、文化包容性与民族独特性的精神标识,不仅教育引导各类人才矢志爱国奋斗、锐意开拓创新,更是拔尖创新人才成长的精神旗帜与动力源泉。
2026-01-27 03:15
1月26日,将迎来腊八。一些细心的公众发现,相较于前些年,今年腊八来得有些晚。
2026-01-26 09:59
据农业农村部最新发布的数据,2025年全国粮食产量达到14298亿斤,增产168亿斤,连续两年稳定在1.4万亿斤以上。
2026-01-26 09:56
试验将收集锋面不同高度、不同位置的气象数据,为深化云贵准静止锋研究、提升预报服务能力提供更全面的支撑。
2026-01-26 09:51
中国科学家在国际学术期刊《细胞》发表论文,首次系统揭示了埃博拉病毒在2018—2020年大规模流行期间的一个关键“优势”突变。
2026-01-26 09:49
这一问题在当代科技哲学与美学的交叉前沿领域日益成为争论的焦点。
2026-01-26 09:48
我国结核病防治虽成效显著,疫情持续下降,但当前形势依然严峻,防治工作任重道远。作为一名从业30多年的结核科医生,我一直专注于结核病的临床诊治与防控,从未想过自己会与结核病防治历史结缘——直到十余年前。
2026-01-23 10:13
每到冬天,许多人都会感到手脚冰凉,即使穿得很厚,也难以真正暖和起来。为什么会有这种现象?该如何有效改善?
2026-01-23 10:06
“设立教育基金是我多年的心愿,希望为学校年轻人的培养作一点贡献。”
2026-01-23 10:01
1月22日,中科宇航将微重力金属增材制造返回式科学实验载荷交付于中国科学院力学研究所。这台由力学所自主研制的载荷,搭载于中科宇航力鸿一号遥一飞行器,于1月12日成功开展我国首次太空金属增材制造(即“3D打印”)实验。据悉,这是我国首次基于火箭平台实施太空金属增材制造返回式科学实验。
2026-01-23 09:48
团队所制备的“纤维芯片”中,电子元件(如晶体管)集成密度达10万个/厘米,通过晶体管高效互连,可实现数字、模拟电路运算等功能。而在虚拟现实领域,基于“纤维芯片”所构建的智能触觉手套适用于远程手术组织硬度感知、虚拟道具交互等场景,有望极大提升用户与虚拟环境的交互体验。
2026-01-23 09:48
扎实推进科普智库各项建设工作,为实现2035年“终结结核病流行”目标注入强劲的思想动力与坚实的行动支撑。
2026-01-22 18:44
国家能源局21日发布的数据显示,截至2025年12月底,我国电动汽车充电设施数量达2009.2万个,突破2000万大关。方案提出,到2027年底,将在全国范围内建成2800万个充电设施,提供超3亿千瓦的公共充电容量,满足超过8000万辆电动汽车充电需求,实现充电服务能力的翻倍增长。
2026-01-22 09:31
正因如此,团队创新性转向了模拟计算这一新兴赛道,成功研制出基于阻变存储器的非负矩阵分解模拟计算求解器。“这项工作为非负矩阵分解这类约束优化问题的实时求解开辟了新路径,展现了模拟计算处理现实复杂数据的巨大潜力。
2026-01-22 09:28
对于成千上万的心脏病患者来说,植入心脏起搏器是维持生命节律的重要方式。该起搏器设计极度微型化,生物相容性优异,可通过微创导管经股静脉植入心脏内部,大大降低了手术创伤。
2026-01-22 09:27
加载更多