科学家们如何寻找指示多种人类疾病的生物标志物？

本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同聚焦科学家们如何寻找指示多种疾病的生物标志物？分享给大家！

图片来源：Dr. Cecil Fox, National Cancer Institute

【1】PNAS： 磷酸化蛋白可作为癌症治疗生物标志物

doi：10.1073/pnas.2010103117

癌症治疗中的精密医学指的是利用癌细胞中的遗传变异为个别患者选择最佳疗法。如今由阿拉巴马大学伯明翰分校外科教授James Bibb博士领导的研究人员发现，可以使用更广泛的翻译后修饰分析方法来鉴定驱动癌症发生的新生物标志物，从而可以更准确地预测病人对治疗的反应。在PNAS杂志上发表的一项研究中，他们证明了由异常活化的蛋白激酶Cdk5驱动的神经内分泌肿瘤的这种诊断替代方法。

研究者表示，我们的发现表明，精密医学是治疗罕见癌症的可实现目标；可以采用相同的方法来识别其他肿瘤驱动因素的标志物。随着涉及Cdk5变异的癌症类型数量的增加，以及具有选择性靶向Cdk5潜力的药物被推向临床。 这种诊断-治疗耦合系统的临床转化潜力将是广阔的。”

【2】Clin Cancer Res：新成果！科学家识别出能指示子宫内膜癌患者不良预后的新型生物标志物

doi：10.1158/1078-0432.CCR-19-4088

近日，一项刊登在国际杂志Clinical Cancer Research上的研究报告中，来自昆士兰科技大学等机构的科学家们通过研究发现了指示子宫内膜癌不良预后的新型生物标志物，这种新型癌症生物标志物和诊断方法或能帮助有效诊断出易于扩散和复发的肿瘤类型，从而就能帮助研究人员尽早对患者治疗并阻断癌细胞攻击机体其它部位。

这种新型生物标志物或能帮助研究者开发新型疗法，在癌细胞扩散之前精准靶向杀灭这些癌细胞，研究者Pamela Pollock表示，如今我们开发并优化了一种新技术来专门检测导致恶性子宫内膜癌和子宫癌的基因突变，这种生物标志物基于FGFR2（Fibroblast Growth Factor Receptor 2，成纤维细胞生长因子受体）基因的突变，其在本文研究共386份患者肿瘤样本中的40%的样本中都会表达。

【3】BJBMS：识别出指示胃癌预后的独立生物标志物

doi：10.17305/bjbms.2020.4620

尽管近年来科学家们在胃癌的诊断和疗法研究方面取得了多项研究进展，但其仍然是一个重要的公共卫生问题，因此，除了经典的方法外，科学家们还需要新的生物分子来帮助预测胃癌的预后并开发新型靶向性疗法。近日，一项刊登在国际杂志Bosnian Journal of Basic Medical Sciences上的研究报告中，来自土耳其非拉特大学的科学家们通过研究识别出了一种胃癌的新型独立预后指标。研究者表示，P2X7受体是一种特殊的分子，其被认为在炎性事件和癌症进展过程中扮演着多项重要角色，该受体位于细胞膜上，其在多种类型癌症中的水平会增加。

此前研究人员发现，P2X7受体或能作为多种恶性肿瘤不良预后的生物标志物，比如胰腺癌、结直肠癌和肾脏癌症等，然而最近对癌细胞系进行研究后，科学家们发现，P2X7受体拮抗剂能够有效减缓肿瘤生长，但目前研究人员并未进行详细的临床研究来调查P2X7受体对胃癌患者治疗预后的影响效应。

【4】Nat Neurosci：肠道中存在帕金森症的生物标志物

doi：10.1038/s41593-020-0589-7

帕金森氏病（PD）是一种使人衰弱的神经退行性疾病，损害了全球数百万老年人的运动功能。通常情况下，PD患者会在运动症状发作前数年出现胃肠功能紊乱的症状，例如便秘等。对帕金森氏病患者的大脑进行检查后的结果显示，控制运动的大脑细胞中存在着α-突触核蛋白（α-Syn）团块。在最近的一项研究中，加州理工学院的研究人员在小鼠肠道神经元中植入了α-Syn聚集体，发现这些团块可以向上传播，从而影响大脑中的神经元，而且这个过程与年龄有关。

正常情况下，小鼠产生的酶能够分解这些团块，但是随着年龄的增长，它们可能会失去这种能力，这可以解释为什么帕金森症高发于老年人群体。研究人员表明，给小鼠注射带有编码该酶的基因的载体药物有助于减轻团块的聚集，并一定程度上恢复肠道的正常功能。

【5】Sci Rep：鉴别出癌症干细胞的新型生物标志物 有望开发出高效抗癌疗法

doi：10.1038/s41598-019-51004-3

在癌症生物学的世界里，并不是所有生物标志物都是一样的，这些分子能够提醒医生患者机体中不正常的过程可能正在进行，其会以一系列异常蛋白的形式出现，比如激素、酶类或信号分子等，而且其因人而异。由于其是一组混合物，因此并没有一种药物能有效对其进行靶向作用；近日，一项刊登在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，来自休斯顿大学等机构的科学家们通过研究在癌症干细胞中发现了一种新型的生物标志物，其或能指挥癌症的生存和扩散，相关研究结果或有望帮助研究人员开发新型药物来靶向作用癌症干细胞，从而抑制癌症进展。

研究者Gomika Udugamasooriya表示，我们在癌症干细胞中发现了这种名为网蛋白（plectin）的新型生物标志物，网蛋白或能作为一种新型靶点帮助研究人员开发可用的抗癌药物；网蛋白是一种特殊的结构蛋白，其主要在细胞内进行表达，但其在细胞表面上的易位于肿瘤的侵袭性和转移发生直接相关。

图片来源：medicalxpress.com

【6】Nat Med：科学家成功鉴别出1178个生物标志物 或有望帮助预测前列腺癌患者疾病进展

doi：10.1038/s41591-019-0579-z

近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究在男性基因组中鉴别出了1178个生物标志物，其或能帮助有效预测男性机体前列腺癌生长的趋势，相关研究结果表明，预测男性前列腺癌进展的线索或许在其遗传性DNA中。

文章中，研究人员重点对一种名为DNA甲基化的生物学过程进行研究，DNA甲基化式细胞开启或关闭基因从而促进正常生理学改变的自然过程，当特殊的化学基团（甲基集团）被添加到DNA上的关键部位时DNA甲基化就开始发生了，这些关键部位能控制细胞功能，比如蛋白质的产生，当肿瘤形成时，其往往能拦截DNA甲基化帮助癌细胞生长并通过开启和关闭细胞功能的方式来进行扩散。

【7】Diabetologia：科学家们发现I型糖尿病的新型生物标志物

doi：10.1007/s00125-019-04980-0

近日，来自芬兰图尔库生物科学中心的研究人员发现，血液中存在一种指征1型糖尿病的新生物标志物。新发现可能有助于了解该疾病的早期发病机理。在15岁以下的儿童群体中，芬兰的1型糖尿病发病率最高。此外，在许多发达国家中，儿童群体的该疾病患病率也正在不断提高。使用最新的代谢组学方法，图尔库生物科学中心的研究人员发现了胰岛自身抗体出现之前血液中代谢物的变化。这些发现可能对寻找1型糖尿病的早期标志物和了解疾病的发病机理具有重要意义。

在当前的临床实践中，胰岛自身抗体是第一个可以被检测到的发病信号。但是，对于预防糖尿病的发生与发展来说，自身抗体能够被检测到时可能已经太迟了；因此，我们目前的发现表明，对1型糖尿病的早期预测是可行的，从而为疾病预防干预措施提供了新的机会。

【8】JCI Insights：新型生物标志物可诊断严重肾脏过敏反应

doi：10.1172/jci.insight.127456

近日，一项刊登在国际杂志JCI Insights上的研究报告中，来自约翰·霍普金斯大学医学研究人员研究确定了尿液中的两种蛋白质生物标志物，可能有一天可用于更好地诊断急性间质性肾炎（AIN）。AIN是一种未被诊断但可治疗的肾脏疾病，短期内会损害肾功能。如果不加以控制，会导致永久性损伤或肾功能衰竭。

急性间质性肾炎是一种以肾小管的炎症和肿胀为特征的病症，肾小管是肾脏中过滤血液的微小门户。结果，小管不能适当地重吸收水和有用的有机物质，例如葡萄糖和氨基酸，或者将尿素和肌酸酐等废物分泌到尿液中。 AIN通常是100多种药物的自身免疫性疾病或过敏反应的结果，包括抗生素，止痛药和抗酸剂。估计该疾病占所有急性肾损伤住院的15%至20%。目前，诊断AIN的唯一方法是检查通过活组织检查获得的肾组织，使患者面临并发症的风险。此外，样品有时会被误解或产生不确定的结果。

【9】Nature：鉴定出用于预测肝脏中有毒脂肪累积的血液生物标志物

doi：10.1038/s41586-019-0984-y

550多万澳大利亚人，包括超过40%的50岁以上的成年人，经历了肝脏中的脂肪累积（即脂肪肝，也称脂肪性肝病）。脂肪肝是由遗传因素和环境因素共同作用的结果，这些因素影响这种疾病的发病年龄和严重程度。专家们如今将这种疾病描述为一种隐性的流行病，它增加肝脏移植率、导致一系列疾病并最终导致死亡。脂肪肝通常在早期没有症状，目前的技术大多在预防重大疾病为时已晚时才可进行诊断。但是，如今，在一项新的研究中，来自澳大利亚莫纳什大学、悉尼大学、贝克心脏与糖尿病研究所和美国加州大学旧金山分校的研究人员首次发现血液中的生物标志物能够预测肝脏中有毒脂肪的累积，这是早期脂肪肝的一个标志。这些预测可基于血液中的脂质谱做出。相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示，脂肪肝是糖尿病和心脏病的风险因素，如果不加以控制的话，这最终会导致肝癌和肝功能衰竭。预计未来10到20年内，这将成为肝脏移植的主要原因。我们确定了血液中的一组脂肪可能反映了脂肪肝进展。我们希望这一发现可能导致人们开发出避免侵入性活检或外科手术的血液测试方法来确定那些最有可能患有晚期脂肪肝的人。

【10】Cell：环状RNA有望作为癌症生物标志物

doi：10.1016/j.cell.2018.12.021

随着新技术允许科学家们深入研究基因组和外显子组，一类新的称为环状RNA（circular RNA， circRNA）的RNA可能发挥着一种有趣的作用。在一项新的研究中，来自美国密歇根大学的研究人员对多种癌症中的circRNA进行了编目，并进行了初步研究，表明这些稳定的结构可能作为血液或尿液中的癌症生物标志物，相关研究结果发表在Cell期刊上。

circRNA是一种非编码RNA，它们形成闭合的环状结构而不是线性结构。新的RNA测序方法曝光了这些circRNA，但是人们对它们起作用的原因或方式知之甚少。不过它们的稳定结构使得它们成为癌症生物标志物的理想候选对象。这项新的研究确定了癌症中的circRNA目录，从而为未来的研究构建了一个数据库，研究者表示，我对circRNA作为非侵入性生物标志物的潜力感到非常兴奋。鉴于它们的稳定性，我们可能能够在癌症患者的血液或尿液中检测到它们，这可能对癌症的诊断或预后有用。（生物谷Bioon.com）

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