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肿瘤标志物筛选中的代谢组学应用

梅斯医学  · 公众号  · 医学  · 2017-07-13 18:14

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来源:梅斯医学(生物谷)


代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新发展起来的一门学科,是通过对某一生物或细胞中相对分子量小于1000的小分子代谢产物进行定性和定量分析,寻找疾病的生物标记物,将提供一种较好的疾病诊断方法的一门新学科。

 

肿瘤是严重危害人类生命健康的疾病,发病率与死亡率逐年增加。近年来,与肿瘤相关的代谢组学研究逐渐受到重视。代谢组学研究在肿瘤的发病机制、早期诊断、个体化治疗以及预后判断等方面具有独特优势。

 

1846年,第一个肿瘤标志物由H Bence-Jones所证实的本周氏蛋白(Bence Jones Protein),对多发性骨髓瘤有一定的诊断作用。百年后的今天,随着代谢组学的发展,高效的筛选生物标志物已成为极大的可能。

 

1,前列腺癌biomarker发现

 

2009年nature刊发了美国密歇根大学霍华休斯医学院研究者的一项基于GC/MS代谢组学研究的前列腺癌生物biomarker的研究成果。研究者对前列腺癌患者血清、组织、尿液样本中的代谢组进行系统分析,一共262个临床样本,分别选自前列腺癌患者(59个活检阳性,51个活检阴性作为对照)的42个组织,110份尿液和血浆,以代谢物差异性来区分出良性前列腺癌、临床局限性前列腺癌、转移性癌。研究发现肌氨酸在侵入性前列腺癌组织中含量很高,同时作者检测活检阳性和阴性人群尿液样本,这些样本中往往前列腺抗原含量是上升的。也就是说活体穿刺阴性并不能完全排除未患癌。这也显示出肌氨酸作为判断前列腺癌转移的重要意义。

 


该研究中还利用遗传技术将甘氨酸生成肌氨酸的酶定向敲除,发现敲除了生成肌氨酸的酶将大大降低前列腺癌的恶性程度,反过来,外源添加肌氨酸或降低肌氨酸脱氢酶,将导致前列腺良性上皮细胞的恶化。这说明肌氨酸在癌细胞转移中可能扮演了重要的角色,肌氨酸代谢通路有可能成为前列腺癌治疗的新靶点。

 

2,肝癌代谢组学研究获进展

 

2013年,中科院大连化学物理研究所研究员许国旺团队与上海东方肝胆医院王红阳院士课题组合作,将基于液相色谱—质谱用于肝癌组织非靶标代谢组学研究并取得了重要进展,相关成果在美国《癌症研究》上在线发表。

 

研究人员基于超高效液相色谱—高分辨质谱分析平台,对50例肝癌患者的癌组织、癌旁近端组织和远端组织进行了非靶标代谢谱分析,。结果表明,肝癌患者出现了大量的代谢异常,主要包括糖酵解加速、三羧酸循环抑制、糖异生和β-氧化加快以进一步提供能量、脂肪酸代谢相关的Δ-12脱氢酶活性显着下调。此外,谷胱甘肽等抗氧化分子水平增高,炎症相关的多不饱和脂肪酸和磷脂酶A2水平下降。

 

3,白血病biomarker发现

 

 

2014年刊发在blood上的一篇关于急性髓细胞白血病(AML)葡萄糖代谢机制研究发现发现急性髓细胞白血病患者(AML)的糖酵解代谢活性越高,其生存就越差。研究团队获得两组(测试组:229个AML患者和260个对照血浆样本;验证组:171个AML患者和233个对照血浆样本)受测对象的血浆代谢组数据,利用非靶向代谢物检测技术测得100个代谢物中有6种代谢物在组间有显着性差异,其中甘油-3-磷酸、乳酸、柠檬酸在AML患者血清中含量较对照显着下降,而丙酮酸、α-酮戊二酸和2-HG在AML患者中显着增加,进一步将这 6 种代谢产物组合来评估 AML 患者的预后发现: 患者的生存期( OS) 和无事件发生期( EFS) 与乳酸、丙酮酸、α-酮戊二酸、2-HG、甘油-3-磷酸的含量成负相关,但与柠檬酸含量成正相关。这六个biomarker的发现对于急性髓细胞白血病(AML)预后评价有重要的价值。

 

4,“代谢组学”可区分胰腺癌和胰腺炎

 

2017年,发表在Gut杂志研究成果表示,“代谢组学”可区分胰腺癌和胰腺炎。研究人员表示,“代谢组学”的代谢动态图像已被用来识别能区分胰腺癌和慢性胰腺炎的新的血液代谢物生物标志物,与传统诊断方法相比具有较高的灵敏度且适用于疾病更早期阶段。生物标志物特征区分胰腺癌与慢性胰腺炎,假设累积发病率为1.95%,曲线下面积为0.96,敏感性为89.9%,特异性为91.3%。

 

会议时间:9月8日-9日

会议地点:苏州

 

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