体外诊断

是指将样本(血液、体液、组织)从人体中取出后进行检测而进行诊断,是相对于体内诊断而言。检测过程中需要相应的仪器和试剂,而这些仪器和试剂就组成了体外诊断系统,从事这些仪器和试剂研发、生产和营销的企业就形成了体外诊断产业,汇集了生物、医学、电子、机械等相关技术。

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血液检测相关研究进展一览

来源:生物谷 2017-06-19 11:13

2017年6月19日 讯 /生物谷BIOON/ ---本期为大家带来的是血液检测的基础研究与临床应用的最新进展,希望读者朋友们能够喜欢。






最近一项无创性的癌症诊断前期试验效果显著,这一新突破有助于未来高精度癌症血液诊断与筛查技术的提高。这一技术的主要原理是检测血液中的肿瘤细胞特异性DNA,而前期的试验结果让我们对癌症的诊断有迈进了一步。

如今,我们对于癌症的诊断技术的最佳方法是活组织切片,即通过从肿瘤患者体内提取一小部分肿瘤组织进行切片分析。然而,切片法会产生一定的创伤,而且只有在观察到有一定大小的肿瘤实体之后才能够进行组织提取。

因此,科学家们试图寻找基于血液的检测方法,这种方法能够在不进行手术的前提下进行癌症的诊断,不仅对患者的伤害低,而且能够使诊断的时间大幅提前。

由于肿瘤组织中的DNA碎片会进入血液中,即循环性肿瘤DNA(ctDNA),因此这种方法具有一定的理论基础。最近,研究者们一直在寻找最佳的检测ctDNA的方法,而在最近的一项研究中,科学家们提供了最新的进展。相关结果发表在《Journal of Clinical Oncology》杂志上。

研究者们集体度了124名患有恶性乳腺癌、肺癌以及胰腺癌的患者的血液以及组织样本,并且通过筛查发现了508中不同的基因突变。为了检测这种方法能否在血液中发现游离的肿瘤DNA,研究者们比较了血液样本、癌症组织样本以及白血球样本中的遗传物质的差异。结果显示,所有癌症的突变中,有73%在血液中都能够检测得到。

检测ctDNA的最大好处是其出现时间早于肿瘤组织形成,因此及早地诊断有助于防止疾病的扩散与恶化。

虽然目前的结果十分令人满意,但是研究者们还是需要进行更多的研究以促进该方法的最终临床化,对此他们十分有信心。



doi/10.1126/scitranslmed.aal3226



科学家们最近发现了一类新的鉴定胰腺癌的血液检测技术,这一技术能够帮助早期诊断的进一步提前。

胰腺癌是一类致命的肿瘤类型,而究其原因,是由于检测与治疗往往不够及时。这项仍在试验阶段的技术是通过对胰腺肿瘤分泌的特有蛋白质进行检测而诊断肿瘤的发生,这一技术相比目前仍在使用的"CA19-9"技术间更加准确。

该研究的共同作者之一Cesar Castro博士称CA 19-9疗法十分不完美。具体来说,CA 19-9只有在胰腺癌晚期才会有所上升,而此时的诊断结果对于治疗没有实际的帮助。此外,被检测蛋白也并非特异性存在于癌细胞中,当胰腺处于炎症反应阶段,或者胆囊阻塞的时候也会有所表达。根据Castro的说法,CA19-9技术在胰腺癌患者的治疗过程中追踪疾病的恶化情况或许有用处,但作为诊断标志物来说则十分不合格。

据估计,美国今年有53700人被诊断患有胰腺癌,其中80%患的是一种叫做胰腺囊腺瘤(PDAC)的癌症。由于该疾病不能得到及时的诊断,因此很少有人能够存活下来。患者出现的体重降低等症状也只有当疾病扩散之后才会出现。对于所有的被诊断患有胰腺癌的患者来说,仅有8%的患者存活时间超过5年。因此,研究者们试图寻找能够指征胰腺癌的早期标志物,从而帮助疾病的早期诊断。最终,他们希望能够对人们进行胰腺癌的筛查,在症状出现之前能够及时的捕捉疾病发生的痕迹。

来自纪念凯瑟琳斯隆癌症中心的胰腺癌专家Peter Kingham.博士认为该新型的血液诊断技术相比CA19-9有了长足的进步。但是,这一研究结果还需要在更多患者群体中进行验证。

该检测手段是通过芯片技术对癌细胞分泌到血液中的胞外小体(EV)进行检测。正常细胞与癌细胞都能够分泌EV,但Castro研究组发现其中包含的5类蛋白质是很好的胰腺癌的生物标记。在其中一项研究中,研究者们发现该检测技术的检测准确率能够达到86%,特异性也能够达到81%.

目前看来,该检测能够在十分钟内完成需要花费60美元。

相关结果发表在《Science Translational Medicine》杂志上。



DOI: 10.1002/acr.23229.



日前,刊登在国际杂志Arthritis Care & Research上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学健康系统的研究人员通过对女性研究发现,肥胖能够影响用于诊断和监测风湿性关节炎的血液检测结果,相关研究结果表明,当对患者进行风湿性关节炎的血液检测时,临床医生需要将患者的肥胖状况考虑在内。

对C-反应蛋白(CRP)和红细胞沉降率(ESR)进行血液检测能够帮助临床医生评估患者机体的炎症水平,这种检测手段还能够用来诊断风湿性关节炎,同时帮助确定相应疗法在受影响的患者机体中的表现情况。研究者Michael George说道,部分研究发现,较高水平的C-反应蛋白和红细胞沉降率和体重指数(BMI)较高直接相关,本文中我们想通过研究来确定肥胖影响这些标志物水平的程度;研究人员对2103名风湿性关节炎患者的相关信息进行了分析,并且将这些信息同一般的人群进行了对比。

研究者发现,在风湿性关节炎女性患者及一般人群中,较高的BMI和较高水平的CRP直接相关,尤其在严重肥胖的女性中表现较为明显;而在女性中肥胖和ESR之间的关联却相对适中,这些关联在一般人群的男性中也能够发现,但肥胖和炎症之间的关联在风湿性关节炎男性患者中却表现不同,在这些人群中,较低的BMI和较高水平的CRP和ESR直接相关,相关研究对于理解体重和炎症之间的关联,以及阐明这些关联性在男性和女性机体中的差异非常关键。

研究者George说道,我们的研究结果表明,肥胖会增加风湿性关节炎女性患者机体中CRP和ESR的水平,而患者机体中炎性水平的增加并不是因为风湿性关节炎在这些女性患者机体中表现较为严重;实际上,研究者发现,在实验室检测中,甚至是在未患风湿性关节炎的女性机体中,肥胖还会引发CRP和ESR水平出现类似增加。

研究者指出,当解释相关实验检测结果时,临床医生需要非常仔细,因为风湿性关节炎和肥胖都会诱发患者机体中炎性水平的增加,因此临床医生推测,机体中炎症水平较高或许就意味着患者患有风湿性关节炎,或者当肥胖诱发其机体中炎症水平出现略微增加时,患者自身的风湿性关节炎或许就需要进行更多的治疗了。



DOI: 10.1073/pnas.1618088114

最近,一项发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自普渡大学的研究人员通过研究表示,医生们未来或有望利用简单的血液检测来诊断和监测患者的癌症,从而或许就能够降低或消除一些侵入性手段的使用,文章中,研究者在血浆中鉴别出了一系列蛋白质,当这些蛋白水平升高时就意味着患者会患上癌症。

研究者Andy Tao表示,我们对乳腺癌患者的样本进行了分析,但这种血液检测手段似乎对于任何一种癌症和其它疾病都适用,同时该研究还依赖于对血浆中的微泡和外来体进行分析。蛋白质的磷酸化能够诱发癌细胞形成,因此诸如一些磷蛋白质等磷酸化蛋白或许就能够作为指示癌症的候选生物标志物;然而截止到目前为止,研究人员并不能够对血液中的磷蛋白质进行春花,因为肝脏会释放磷酸酶到血液中,而磷酸酶能够对磷蛋白质进行脱磷酸作用。

研究者认为,能够利用血液中的磷蛋白质来进行疾病的检测和监测,文章中,研究者在机体血液样本中发现了将近2400种磷蛋白,同时还发现144种磷蛋白在癌症患者机体血液中的水平明显上升了,随后他们将来自30名乳腺癌患者1毫升的血液样本同6名健康个体进行了对比。研究者利用离心机对红细胞中的血浆进行了分离,随后利用高速和超高速离心方法对微泡和外来体也进行了分离,这些颗粒来自于细胞,能够进入到血液中,或许在细胞间的交流中扮演着重要角色,同时其或许还在癌症转移过程中发挥着重要的作用。

Tao说道,包括微泡和外来体在内的胞外膜泡具有一定的稳定性,相比移除组织的活组织检查而言,新型简单的血液检测手段或许侵入性较小,而临床医生们也能够很简单地利用该方法来检测癌症患者的血液,从而理解疗法的有效性,并且监测患者的疾病是否会复发。研究者Timothy Ratliff认为,囊泡和外来体存在于所有癌症患者机体中,因此其对于癌症组织而言或许会以一种常规的模式存在,对癌症进行早期检测非常重要,这对于有效降低患者因癌症的死亡也非常关键。

下一步研究人员计划对多种类型癌症中的磷蛋白水平的增加进行分析,来检测是否其所表现出的模式能够指示出患者所患的癌症类型,目前研究人员正在开发一种新技术来帮助医生们将血液样本插入到特殊盒子中来帮助分析血液中磷蛋白的存在,这就降低了对超高速离心过程的需要。



DOI: 10.1038/ng.3805



来自加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的生物工程师开发了一种检测癌症的新方法,可以确定体内正在生长的肿瘤的位置。这项研究提供了一种无创的肿瘤早期诊断方法,相关研究成果于近日发表在Nature Genetics上。

肿瘤血检主要通过检测死亡肿瘤细胞释放出的DNA,这些测试具有检测出癌症病人血液中少量的肿瘤细胞DNA,但是这些结果并不能显示肿瘤所处的位置。"知道肿瘤的位置对于有效的早期诊断至关重要。"UCSD工程学院生物工程学教授、论文通讯作者Kun Zhang说道。

在这项研究中,Zhang及其团队发现了血液中一个可以检测肿瘤细胞并定位肿瘤位置的重要线索。当肿瘤细胞开始在身体某个部位生长时,它们会和正常细胞争夺营养和空间,并在这个过程中杀死正常细胞。当这些正常细胞死亡后,它们会把DNA释放到血液中,而通过检测这些DNA就可以确定受影响的组织。

这个方法筛查了所谓的CpG单甲基化这种特殊的DNA信号,而身体每个组织的单甲基化信号都不相同。"我们也是偶然发现这个现象的。最初我们也采用传统的血液检测手段寻找肿瘤细胞,并尝试确定它们的来源。但是我们也检测到了来自其他正常细胞的信号,因此我们意识到如果我们将这两种信息整合在一起进行分析,我们就能确定体内是否有肿瘤,以及肿瘤所处的位置。"Zhang说道。为了开发这种新方法,研究团队将10种不同正常组织(肝、小肠、结肠、肺、脑、肾、胰腺、脾脏、胃和血液)的所有CpG单甲基化模式整合到了一个数据库中。同时他们还检测了来自UCSD Moores癌症中心的病人的肿瘤及血液样品,并将这些肿瘤特异性基因标记物整合成一个数据库。随后,他们筛查了来自患肿瘤和不患肿瘤的病人的血液样品,并寻找其中的肿瘤标记物和组织特异性甲基化模式信号。这种测试就像双重身份验证一样,只要两种信号都呈现阳性,就可以确定一个阳性患者。

"不过这只是一个概念验证性研究,为了让这项研究成果走向临床,我们还需要和肿瘤学家一起合作,以进一步优化这种方法。"Zhang说道。





美国科学家们最近开发出了一种电脑程序,该程序能够快速地从血液样本中检测癌症的存在与否并且确定癌症病变的部位。相关结果发表在最近一期的《Genome Biology》杂志上。

该文章的共同通讯作者,来自加州洛杉矶分校的教授Jasmine Zhou认为:"无创性的癌症诊断能够帮助癌症的早期发现,而癌症的发现时期越早则患者能够得到有效治疗的几率也就越高。我们开发的这款电脑程序不仅能够鉴别癌症的存在,还能对癌症的类型进行甄别。虽然该技术目前仍处于初步阶段,还需要大量实验进行优化,但它对于患者的潜在价值是巨大的"。

这一程序是通过对患者血液中的癌症特异性的DNA分子特征进行识别,并且将其与已有肿瘤表观遗传学数据库中的一系列分子特征进行比对。由于肿瘤早期阶段癌细胞中的DNA分子会扩散到血液系统中,因此这一技术对于早期的癌症诊断提供了新的线索。

Zhou教授建立的癌症的表观遗传学的数据库,尤其是其中的表观遗传学特征,一部分广泛存在于大多数癌症类型中,而有一部分则特定地存在于某一种类型的癌症或病变组织中。

在这项研究中,通过对29名肝癌患者,12名肺癌患者以及5名乳腺癌患者进行检测,针对每一个样本进行了10次重复以求得到确切的结果。结果表明,其中25名肝癌患者、5名肺癌患者具有早期的症状,而改程序能够对其中的80%进行有效诊断。

作者认为,由于血液样本数量较低,因此这一程序的效果仅在3中类型的癌症中进行了测试。当然,一般情况下血液中的DNA浓度越高,鉴定的结果就会越准确。因此,血液循环程度较高的肺癌与肝癌相比血液循环程度较低的乳腺癌来说就更加适用于这一方法的检测。





根据最近在美国心血管学院第66届年度科学会议上的一篇报告,对可能患有冠状心脏病患者来说,进行血液中的脂类检测,例如神经酰胺等物质的检测能够更加准确地进行病情的诊断与鉴定。

尽管此前的研究已经表明心脏病或心脏病康复患者的血液中神经酰胺水平有明显上升,但这是第一次发现该信号还能够准确预测人体血液中低密度脂蛋白(LDL)的水平,这种蛋白质又被称为"坏"胆固醇。

研究表明神经酰胺能够预测主要的心血管疾病发病风险,例如心脏病、中风、血管再生成以及死亡。事实上,血液中神经酰胺水平较高的患者患心血管疾病的风险是同龄人群的三倍之多,而与其血液中低密度脂蛋白、胆固醇或心脏动脉的阻塞等没有关系。

该文章的作者Meeusen认为,与胆固醇对血管的阻塞性影响不同,神经酰胺主要是通过吸引炎性细胞以及促进血管闭合等方式造成心血管疾病的加重。所有细胞都有生成神经酰胺的能力,但神经酰胺在血液中的累积主要与脂肪的过量以及卡路里的过度摄入有关。

该研究囊括499名患者,他们都被诊断患有冠状心脏老化以及可能的心脏动脉阻塞等症状。研究者们检测了患者血液中四种不同类型的神经酰胺的含量,并且将具体的数值分为12级:低水平(0-2),低中等(3-6),中等(7-9)以及高水平(10-12)。

结果显示,患者血液中神经酰胺的水平越高,那么他们出现心血管症状的几率也就越高。神经酰胺级别每上升一个点,那么发病的风险就会升高9%左右。

当然,这一结果还需要更多的研究加以佐证,而且关于对神经酰胺进行诊断能否有效缓解心血管疾病的发病率还有待商榷,但无论如何这一研究能够给心脏病患者的治疗与精确诊断带来新的希望。





最近,来自澳大利亚麦考瑞大学的研究人员通过研究发现了指示多发性硬化症(MS)的首个血液生物标志物,多发性硬化症是一种发病于中枢神经系统的严重疾病,其在澳大利亚大约影响着2.3万人的健康,而在全球影响着230万人的健康。

相关研究刊登于国际杂志Scientific Reports上,这项研究发现是科学家们历时12年的成果,新型生物标志物的鉴别能够使得研究人员鉴别多发性硬化症的准确率达到85%至90%;从传统角度来讲,追踪该病的发病过程一直被认为存在一定问题,而且耗时较长,同时还需要对病人进行一系列实验,但最新研究结果表明,利用简单的血液检测就能够简化并且加速科学家们探究疾病发病机制的过程。

研究者Gilles Guillemin教授说道,在Dianti MS Pty公司的资助下,目前我们开发出了一种新型的诊断试剂盒,其将能够帮助来自全球的科学家对多发性硬化症患者进行快速简便地鉴定。这种临床血液检测试剂盒在两年内均可以使用,同时其也为研究人员开发治疗多发性硬化症的可能性个体化靶向疗法提供了一定的研究基础和线索。

本文研究结果或许对于理解炎症和神经变性引发的其它疾病的发病过程也具有一定的意义,比如阿尔兹海默病、帕金森疾病、肌萎缩侧索硬化或者运动神经元病等。最后研究者Guillemin教授总结道,这种新型检测手段本身依赖于对特殊生化通路中的化合物进行检测,这些化学通路能够利用名为色氨酸的分子,而我们都知道色氨酸能够参与大脑炎症发生的过程,因此增加我们对细胞处理色氨酸过程的理解,我们或许就能够鉴别出更多类型的神经变性疾病的发病机制。(生物谷Bioon.com)

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