蛋白指紋圖譜給人類帶來什么

幾年前，我國“973”規(guī)劃《惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展基礎(chǔ)研究》首席科學(xué)家程書鈞教授說過，腫瘤治療的關(guān)鍵在于早期發(fā)現(xiàn)和早期治療。能在CT、MRI下觀察到的占位性病變已算不上最早期，當(dāng)然也不是治療的最佳時(shí)期。他提出應(yīng)該從細(xì)胞生物學(xué)角度看癌變，將腫瘤扼殺在細(xì)胞萌芽期。但又有誰能如此明察秋毫呢？近日，蛋白指紋圖譜技術(shù)（SELDI）學(xué)術(shù)研討會(huì)在北京召開，展現(xiàn)一種快速、簡便、準(zhǔn)確、特異性強(qiáng)的診斷技術(shù)正向人類走來。

一種劃時(shí)代的診斷模式誕生

蛋白指紋圖譜技術(shù)有多神奇？研討會(huì)上，美國賽弗吉公司大中華區(qū)首席執(zhí)行官許洋博士的介紹吸引了眾多醫(yī)學(xué)專家。他說，隨著人類基因組測序的完成，人類擁有了解碼生命本質(zhì)的鑰匙。但人類基因只

有3萬個(gè)左右，大大少于預(yù)期數(shù)量，這與人類千變?nèi)f化的個(gè)體差異及疾病表現(xiàn)不相匹配。實(shí)際上，生命的萬千景象是通過基因的產(chǎn)物蛋白質(zhì)表現(xiàn)出來的，人類的蛋白質(zhì)數(shù)量約有10萬多個(gè)。因此，充分挖掘和

利用蛋白質(zhì)中極其豐富的信息對(duì)于理解人體的生理病理活動(dòng)、檢測疾病的發(fā)生發(fā)展具有重大意義。

上世紀(jì)末，科學(xué)家經(jīng)過10年不懈的努力，發(fā)明了一種十分有效的疾病早期診斷方法，這就是蛋白指紋圖譜技術(shù)。SELDI不同于只能針對(duì)單一指標(biāo)進(jìn)行分析的傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)，它是通過對(duì)蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)的分析，

探索疾病早期最微小的指標(biāo)和征兆，絕不會(huì)使大量疾病相關(guān)信息擦肩而過。以腫瘤為例，一個(gè)腫瘤細(xì)胞長成腫瘤大約需要10～15年時(shí)間。盡管目前有巴氏涂片、隱血試驗(yàn)、食道拉網(wǎng)、計(jì)算機(jī)斷層掃描、超聲

診斷等很多早期篩查方法，但敏感性和特異性平均不到60％。據(jù)美國權(quán)威雜志《腫瘤研究》報(bào)道，蛋白指紋圖譜技術(shù)可以測出前列腺癌形成5年前的蛋白指紋。因?yàn)槟[瘤標(biāo)志物較敏感，當(dāng)腫瘤細(xì)胞數(shù)達(dá)到數(shù)千萬個(gè)時(shí)，就可從血清、尿液中檢測到蛋白質(zhì)、酶或癌基因等生化變化。

擁有個(gè)人生命光盤不再是夢想

蛋白指紋究竟是什么概念？許洋博士解釋說，就像每個(gè)人的指紋不同于他人一樣，每種疾病的特定蛋白質(zhì)表達(dá)物也不一樣，稱之為指紋圖譜是種形象比喻。蛋白指紋圖譜技術(shù)是由蛋白質(zhì)芯片及分析儀器—表面加強(qiáng)激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜兩部分組成，可以將病人血清中蛋白質(zhì)成分的變化記錄下來，繪制成蛋白指紋質(zhì)譜圖，并顯示樣品中各種蛋白的分子量、含量等信息。將這張圖譜與正常人、某種疾病病人的譜圖，或基因庫中的譜圖進(jìn)行對(duì)照，就能最終發(fā)現(xiàn)和捕獲新的特異性相關(guān)蛋白及其特征，整個(gè)測定一般幾十分鐘就全部完成。

科學(xué)家已經(jīng)確定了各種疾病的特殊標(biāo)志分子，發(fā)現(xiàn)一個(gè)蛋白不同片段變異是不同類型腫瘤或其他疾病的標(biāo)志。因此，這一技術(shù)有望為疾病的診斷、治療和藥物開發(fā)帶來突破性進(jìn)展。今年，美國已經(jīng)將這項(xiàng)技術(shù)用于卵巢癌的篩查，準(zhǔn)確率達(dá)到100％。已有89種疾病可以通過這種技術(shù)檢測出來，如乳腺癌、前列腺癌、肝癌等腫瘤；心肌梗死、高血壓、急性心力衰竭等心血管疾??；SARS、艾滋病、病毒性肝炎等傳染??；抑郁癥、早老性癡呆等神經(jīng)精神病學(xué)；還有糖尿病、地中海貧血等其他疾病。

人在一生中的蛋白指紋圖譜處于動(dòng)態(tài)的不斷變化過程，通過這項(xiàng)技術(shù)，將來人們有可能擁有自己的生命光盤，記錄下個(gè)人有生以來不同階段的蛋白指紋圖譜，從分子水平了解并觀察自己的生理變化，或作為治療前后的比對(duì)參照。

搭建生命科學(xué)研究新技術(shù)平臺(tái)

許洋博士說，SELDI技術(shù)是獲2002年度諾貝爾獎(jiǎng)的主要應(yīng)用技術(shù)，就像計(jì)算機(jī)與打字機(jī)的區(qū)別一樣，使醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。它將革新醫(yī)學(xué)診斷和治療的準(zhǔn)確性，同時(shí)為生命科學(xué)研究搭建了新的技術(shù)平臺(tái)。

近年，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研和藥物篩選中。以艾滋病為例，科學(xué)家16年前就發(fā)現(xiàn)，非洲有2％～3％的人感染HIV后不會(huì)發(fā)展為艾滋病，但是什么物質(zhì)阻止了HIV在體內(nèi)的復(fù)制一直不得而知。去年，著名艾滋病治療專家何大一教授借助SELDI技術(shù)，在3個(gè)月內(nèi)鎖定了Defensin1、2、3三種蛋白對(duì)艾滋病有抑制作用，這是常人體內(nèi)沒有的蛋白質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)使研制艾滋病蛋白抑制劑成為可能。該技術(shù)還可用于活性藥物鑒定，檢測病人是否適用于某種藥物，如有的糖尿病人因體內(nèi)存在自然滅活機(jī)制，使用胰島素?zé)o效，有些人對(duì)一些腫瘤藥物無效，從而針對(duì)病人個(gè)體差異實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療。

2002年初，該技術(shù)引進(jìn)我國，在短短兩年內(nèi)，十多家醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)通過SELDI平臺(tái)，獲取了肺癌、胃癌、腦癌等十多項(xiàng)腫瘤蛋白指紋，建立起相關(guān)的蛋白指紋圖譜。其中肝、腸、食道、胃、肺腫瘤診斷準(zhǔn)

確率達(dá)到85％～95％。浙江大學(xué)鄭樹教授應(yīng)用此技術(shù)，已經(jīng)在卵巢癌、大腸癌和乳腺癌研究中獲得3項(xiàng)專利。

由于SELDI技術(shù)在腫瘤及傳染病早期診斷的突出貢獻(xiàn)，國家食品藥品監(jiān)督管理局已批準(zhǔn)SELDI蛋白指紋圖譜儀成為醫(yī)療器械。這標(biāo)志SELDI作為世界第一臺(tái)指紋圖譜儀進(jìn)入中國醫(yī)療市場。該技術(shù)目前在國內(nèi)各大醫(yī)院主要用于腫瘤的輔助診斷、動(dòng)態(tài)觀察和療效評(píng)估，有報(bào)道說，還應(yīng)用于我國宇航員的選拔。許洋博士說，希望有一天，它能成為醫(yī)學(xué)診斷的平臺(tái)，就像計(jì)算機(jī)的Windows操作系統(tǒng)一樣方便和普及。到那時(shí)，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)價(jià)格將大幅度下降，中國縣級(jí)以上醫(yī)院能夠產(chǎn)生中華醫(yī)學(xué)雜志級(jí)別的論著也就不足為奇了。