PNAS创新突破：滴血验癌

　　

生物通报道  尽管医学发展取得了一些令人惊叹的成果，癌症仍是人类的头号杀手，给我们的医疗系统带来了沉重的负担。在疾病的早期对癌症进行诊断和干预是降低人力和经济损失的关键（延伸阅读：Nature医学：诊癌从血液入手 ）。

来自亚利桑那州立大学的研究人员开发了一种创新性的疾病检测技术，其可以基于癌症引发的免疫反应对几种常见的癌症进行检测。他们将其命名为免疫标记（immunosignaturing）技术。研究结果发表在7月14日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

论文的主要作者、亚利桑那州立大学的Phillip Stafford说：“多年来我们看到了来自免疫标记的一些引人关注的成果，但将这一技术引入到科学界需要极大的耐心。”

到目前为止，只有少量的癌症生物标记物获得FDA批准投入临床应用，并且获得批准的生物标记物效应也往往非常有限。存在的问题很多。比如，机体对癌症的免疫反应相当的复杂，患者与患者之间存在很大的差异，此外还取决于癌症的类型和阶段。

个别的生物标记物通常缺乏阳性诊断所需的敏感性和分辨率，RNA、DNA、蛋白质或肽等诊断分子在血液中稀释后往往以极其微量存在，使得精确诊断特别具有挑战。尽管投入了大量的研究来建立更好的疾病症状前标记物，却一直令人失望。

免疫标记技术利用的是一种不同的方法。它并非采用一种简化的生物标记物范式，而是依赖于一种复合系统在指定的时间分析血液中循环的全部抗体。

这一技术依赖于一种芯片，数以千计的随机生成的肽被印在玻璃载片上。当一小滴血（需要不到1微升的血）遍布芯片时，血液中的抗体选择性地结合芯片上的肽，就形成了一幅免疫活性图像——免疫标记。

由于肽序列是随机的，与任何自然存在的疾病抗原无关，作者们认为这一简单的平台有潜力应用于多种疾病类型。这大大优于高度特异性的生物测定，因为只能检测一种生物标记抗体，后者往往存在大量的错误，且敏感性不足。

当前的研究评估了免疫标记技术鉴别多种疾病的能力。研究小组从5组癌症患者处分别取得20个样本，连同来自20名健康对照的样本，校准了结果，建立了参考免疫标记。随后，他们对涉及相同疾病的120个独立样本进行了盲法评估。结果证实准确度达到95%。

为了进一步评估免疫标记的能力，他们对涵盖14种不同疾病（其中包括12种癌症）的1500多个历史样本进行了测试。75%的样本用于训练阶段，剩余的25%用于进行盲法测试。研究人员证实平均诊断诊断准确率超过98%，表明免疫标记适用于同时对多种疾病进行分类。

具体说来，在一项实验中研究人员能够检测并将一种复杂的异质性疾病——IV期乳腺癌与4种其他的癌症和健康对照区分开来。在第二项实验中，研究人员通过免疫标记将14种疾病及健康对照相互区分开来。测试的癌症中包括3种不同阶段的乳腺癌、4种不同的脑癌、2种胰腺癌、卵巢癌和2种不同的血癌。

相比于传统的方法检测一对一的分子识别事件，只能评估一个或少数的分析物，免疫标记法为捕获疾病复杂性提供了一个有吸引力的方法，并大大改进了检测。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Immunosignature system for diagnosis of cancer

Although the search for disease biomarkers continues, the clinical return has thus far been disappointing. The complexity of the body’s response to disease makes it difficult to represent this response with only a few biomarkers, particularly when many are present at low levels. An alternative to the typical reductionist biomarker paradigm is an assay we call an “immunosignature.” This approach leverages the response of antibodies to disease-related changes, as well as the inherent signal amplification associated with antigen-stimulated B-cell proliferation. To perform an immunosignature assay, the antibodies in diluted blood are incubated with a microarray of thousands of random sequence peptides. The pattern of binding to these peptides is the immunosignature. Because the peptide sequences are completely random……