PNAS：癌症标志物检测新技术

　　生物通报道：通过将两个行而有效的分析技术结合在一起，并加入一个来自血液的蛋白，就获得了了与临床上基于抗体检测同样精确和灵敏的新技术方法，研究人员在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志在线版上发布了这项研究成果，这一技术能用于检测癌症患者血液样品中的新型标志物。

“临床试验几乎总是采用抗体来检测生物标志物，这是因为抗体灵敏度高，”文章作者，钱维军说，“但要研制出能作为工具的抗体，往往需要一年半的时间。抗体研发是疾病和系统生物学研究中，分析新型生物标志物的瓶颈之一。”

钱维军，Tujin Shi, Tom Fillmore 和他们的同事研发出了一种称为PRISM的技术，能高效灵敏的整合现有的技术，完成与目前临床上标准实验：ELISA一样精确的检测，分析来自癌症患者的血液样品，解决了一个长期存在的问题。

研究人员采用了一种常用的技术，即称为高效液相色谱法（HPLC），将蛋白浓缩约100倍。虽然这是一个很好的开端，但是研究人员还是需要在这浓缩的样品中，找到兴趣蛋白。

因此，他们派出了一个“间谍”——一种蛋白，这种蛋白的存在会告诉他们，发现的是否是他们所寻找的靶标蛋白。

研究组针对一个生物标志物，构建了一个“更重”的版本，他们利用包含额外中子的碳和氮原子，合成这种蛋白，这样这个蛋白重量异常，但并没有改变任何其他特征。新分子与在血液，细胞，或样品中的原有蛋白好似一对双胞胎，虽然这对双胞胎在分析仪器中行为相似，但是较重的那个在样品的许多蛋白​​中更容易被找到。

从而当把较重的那个蛋白加入到样品中后，研究人员就让样品通过仪器获得浓缩馏分，由此样品包含了较重的生物标志物，还包含它的孪生兄弟，天然的那个蛋白。这样研究人员就可以量化蛋白。

为了证明可以利用PRISM找到非常罕见的蛋白，研究组收集了携带一种称为前列腺特异性抗原PSA（一般只有男性携带）的生物标志物的女性血液样品，结果他们发现能检测到每毫升约50皮克这样浓度的PSA，就如同典型的ELISA检测的灵敏度，这一灵敏度是常规质谱方法灵敏度的约100倍。

“这是无抗体方法中灵敏度的一个飞跃”，钱说。

之后，他们又测试了男性癌症患者样品中的PSA，发现PRISM能像ELISA一样正常工作。有趣的是，PRISM检测到的PSA的数量是ELISA的三倍。这一结果表明，基于抗体的ELISA实验并不能检测到所有的生物标志物。这可能是由于抗体无法识别蛋白所有的不同形式，钱说，而PRISM则能检测到蛋白总量。

除了灵敏度，PRISM优势还在于只需患者少量的血液或者血清，研究人员只需要癌症患者2微升的样片。

但是这种技术也存在缺陷，那就是一次能检测的样品数量，研究人员希望一次能分析上千个样品，基于抗体的的方法能完成这种高通量筛选。但PRISM一次只能测试几百个样品，不过，从总体时间来看，研究人员无需研发抗体，仍然提前把生物标志物找到。

对于基础生物学研究，钱说，这种方法可用于分析某些需要精确定量多个不同蛋白含量的实验中。

（生物通：张迪）

原文检索：

An antibody-free, targeted mass spectrometry approach for quantification of proteins at low pg/mL levels in human plasma/serum, Proc Natl Acad Sci U S A, Early Edition online the week of September 3, 2012. DOI: 10.1073/pnas.1204366109 (http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1204366109)