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

  • 广西贺州“空心村”变身文旅打卡地

  • 山东临沂:民众畅游曹洼大集

独家策划

推荐阅读
一些不法商家钻监管漏洞,推出所谓“智驾神器”规避车辆安全监控,不仅严重威胁道路交通安全,更触碰了法律红线,扰乱了新能源汽车产业的健康发展秩序。
2025-12-09 10:11
一项新研究揭示了这些天体表面下可能发生的活动,为了解其多样地质特征的形成机制提供了线索。相关研究成果近日发表于《自然-天文学》。
2025-12-09 10:02
实验结果显示,将化合物注射给抑郁模型小鼠后,仅1小时便可观察到显著的抗抑郁效果,且无明显副作用。
2025-12-09 10:01
北京大学生命科学学院罗述金课题组与合作团队,通过古DNA研究发现,家猫直至唐代前后才通过丝绸之路商旅传入中国。
2025-12-09 09:58
7日,中国安全生产科学研究院与国家管网集团,在新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场,成功完成了我国首次全尺寸高压纯氢管道喷射火系列试验。
2025-12-09 09:57
基于这样的研究背景,柴秀娟团队近日研发出一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统,能有效解决现代温室番茄生产密植环境下,机器人采摘效率低、易损伤植株的问题。团队成员郎一宁介绍:“首先,机器人搭载的滑轨式深度相机会沿温室逐行扫描,采集高精度的RGB-D数据。
2025-12-08 09:54
记者从国家数据局获悉,截至9月底,我国已建成高质量数据集总量超500PB(拍字节,计算机存储容量单位);7个数据标注基地引进和培育标注企业362家,标注从业人员达8.5万人,带动数据标注相关产值163亿元。
2025-12-08 09:53
“梦想”号大洋钻探船的母港在广州海洋地质调查局科考码头,出海执行作业任务时需要通过深中大桥。多年来,我们与150余家参研参建单位团结协作、集智创新,攻克了一个个技术难题,建成了这艘具有我国完全自主知识产权、全球领先的大洋钻探船。
2025-12-08 09:52
空中的昆虫堪称地球上最灵活的生物,能精准完成急转弯、急刹车和空中翻转。美国内华达大学里诺分校的航空航天工程师Hoang-Vu Phan指出,这款新设备标志着“微型机器人性能的巨大飞跃”。
2025-12-08 09:51
近日,中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展,提出了正交偏振复用剪切干涉技术,并研发出集成化定量相位相机Q-camera。
2025-12-08 09:50
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
加载更多