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檢驗醫學:液體活檢的新方法

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/05/08

先進技術使科學家們越來越多地在患者的血液和尿液樣本中,尋找癌症和其他健康問題的微小跡象。這些「液體活組織檢查」的侵入性低於傳統活組織檢查,並且可以提供有關身體發生情況的資訊,而不僅僅是在單一部位。

密西根大學羅傑爾癌症中心的研究人員開發出一種新方法,用於解除血漿中發現的RNA微小片段的遺傳指紋,這是傳統RNA測序方法所不能看到的。

這些信使RNA和長的非編碼RNA,可以提供關於整個身體基因活動的重要線索,包括在特定器官中有活性或與某些疾病(如癌症)相關的基因,因此可以作為潛在的生物標誌物。

密西根大學醫學院內科醫學博士暨醫學院聯合部門生物醫學工程博士Muneesh Tewari說:「我們相信,有各種各樣的潛在臨床應用。例如,在癌症方面,我們很高興應用這種方法,試圖檢測免疫療法中自身免疫副作用的最早跡象,還有可能早期發現癌症,因為有很長的非編碼RNA是公平的特定於某些癌症類型。」

Tewari53日在《EMBO》雜誌上發表一項研究的資深作者,該研究描述了這種新方法,並證明了其在骨髓移植患者研究中的有效性。

這項研究由醫學博士Maria GiraldezRyan Spengler博士領導,是十多年工作的結晶。

Tewari解釋說:「這項新研究的真正創新是認識到這些其他類型的RNA被遺漏,因為它們具有簡單但關鍵的差異,使它們無法出現在血漿測序結果中。我們使用酶來定製這些片段的末端,以便它們在測序中顯示出來。而這個相對簡單的步驟顯示,血液中有數千個這些額外的基因轉錄物。」

這個難題的第二個關鍵部分是開發一種方法,可以對大量的測序數據進行可靠的分類,以濾除誤報並確保準確的結果 - 科學家稱之為「嚴格的生物資訊學分析管道」。

「我們必須弄清楚如何將信號與雜訊分開,如何從細菌和病毒RNA,以及我們自己的基因組中去除不相關的遺傳物質,這會給數據增加雜訊,」負責數據分析的Spengler說。「當序列非常短時,它們可能偶然匹配人類基因組中的多個位置,很難說它們真正來自哪個基因。」

這種稱為磷酸化RNA-seq的新方法,因為片段末端的定制方式,首先在使用策劃的RNA池的實驗中得到驗證 - 因此科學家們提前知道準確的結果應該是什麼樣子。然後,為了證明它可以在真實環境中工作,該方法在每週從兩名在UM進行骨髓移植的患者收集的血漿樣品上進行測試。

Tewari說:「我們可以追踪移植後骨髓重建的標誌,以及指示肝臟損傷的血漿RNA變化 - 這與我們所知道的醫療紀錄結果一致。」Tewari並指出,Phospho-RNA-seq具有發現科學和更直接應用的潛在應用。

他說:「在基礎科學方面,現在我們知道有數千種這些RNA漂浮在血液中,它引發了人們對它們為什麼存在,以及它們可能具有什麼功能的質疑。但更直接的應用是,我們現在能夠更好地閱讀人體轉錄組 - 全身基因的活動 - 血漿樣本,這可以為我們提供有關健康和疾病狀態的新資訊。」

Tewari補充道:「我將此視為概念驗證研究,但我希望隨著我們不斷改進技術,並使其更容易被其他研究人員使用,它可能會被應用於許多不同的疾病領域和身體系統。」