代謝組學(xué)有望成為癌癥篩查“利器”

制圖/朱慧卿
代謝組學(xué)是定量描述生物體內(nèi)源性代謝物質(zhì)的整體及其對內(nèi)因和外因變化應(yīng)答規(guī)律的科學(xué),是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)之后提出的一門新的學(xué)科。作為系統(tǒng)生物學(xué)的一個重要組成部分,代謝組學(xué)最大的特點在于以整體觀來解釋生命活動。生物機(jī)體在受到外界病源或環(huán)境改變刺激時,會產(chǎn)生多層次、多器官和多組織的應(yīng)答反應(yīng),這些應(yīng)答反應(yīng)最終將影響到生物機(jī)體終端代謝水平,即反映到內(nèi)源性小分子的產(chǎn)生和代謝水平上。代謝組學(xué)的研究有助于從整體上系統(tǒng)地考察人體在患病狀態(tài)下的生理狀態(tài),能得到更多的疾病相關(guān)信息,從而更為全面地理解疾病發(fā)生發(fā)展過程中內(nèi)源性物質(zhì)的改變,最終有助于發(fā)現(xiàn)疾病標(biāo)記物。
現(xiàn)代腫瘤分子生物學(xué)研究證實,癌癥的發(fā)生發(fā)展通常呈現(xiàn)為一個多階段逐步演變的過程,需要幾年、十幾年甚至幾十年的時間。因此,癌癥也被定義為一種可防治的慢性病,在其早期,經(jīng)過手術(shù)、放療、化療等手段的治療,是可能治愈的。因此,開展癌癥早期檢測的研究對于提高癌癥患者生存率既具有重大意義,又有現(xiàn)實可行性。
近年來,隨著分子生物學(xué)和免疫學(xué)研究的深入發(fā)展,癌癥標(biāo)記物逐漸成為癌癥早期診斷研究的熱點。所謂癌癥標(biāo)記物,是指由癌細(xì)胞直接產(chǎn)生或由非癌細(xì)胞經(jīng)癌細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生,與癌細(xì)胞的繁殖和凋亡有著密切關(guān)系的物質(zhì)。
癌癥標(biāo)記物檢測是一種簡單易行、非侵襲性的檢查方法,具有無創(chuàng)、簡便、經(jīng)濟(jì)、患者依從性好、所需樣本量少等優(yōu)勢。同時,癌癥標(biāo)記物檢查對術(shù)后病人的隨訪也具有一定的意義,可通過化療期癌癥標(biāo)記物是否會下降而判斷藥物是否起到明顯的作用,是否要繼續(xù)進(jìn)行檢查或者治療。
現(xiàn)代研究表明,多胺可以作為標(biāo)記物用于癌癥的早期診斷及療效評價。多胺是一類廣泛存在于人體內(nèi)的小分子天然脂肪胺類化合物,在人體內(nèi)具有促進(jìn)細(xì)胞增殖與分化、影響核酸與蛋白質(zhì)代謝、調(diào)節(jié)酶活性等廣泛的生物學(xué)調(diào)控作用。在人體正常的生理環(huán)境中,細(xì)胞內(nèi)多胺通過生物合成、分解代謝、攝取以及分泌等多種復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)控保持穩(wěn)態(tài),以維持細(xì)胞的正常生理功能。當(dāng)細(xì)胞受到增殖信號刺激后,多胺生物合成及攝取增加,導(dǎo)致其分解代謝及分泌加快,反之多胺生物合成和攝取作用減弱,從而使多胺的代謝保持在一個相對平衡的穩(wěn)態(tài)中。
基于多胺這樣的特性,研究者利用代謝組學(xué)技術(shù),建立了一系列的分析檢測方法,用于檢測人的血漿與尿液中包括多胺、合成多胺前體氨基酸、多胺代謝產(chǎn)物、多胺分解產(chǎn)物在內(nèi)的多胺代謝譜,使復(fù)雜基質(zhì)中內(nèi)源性物質(zhì)的檢測簡單準(zhǔn)確且易于實現(xiàn)。研究者還將此方法應(yīng)用于臨床肺癌(非小細(xì)胞肺鱗癌、非小細(xì)胞肺腺癌、小細(xì)胞肺癌)、肝癌、直腸癌、乳腺癌、胃癌等癌癥標(biāo)記物的篩選與確證中。
通過對臨床癌癥患者和健康受試者體內(nèi)多胺代謝譜的檢測,并對檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,從而篩選出具有特異性的多胺類癌癥標(biāo)記物。再通過臨床大樣本收集與大數(shù)據(jù)分析,驗證特異性多胺類標(biāo)記物的診斷準(zhǔn)確率。同時,研究者還利用篩選出的特異性癌癥標(biāo)記物評價抗癌中藥,特別是復(fù)方抗癌中藥治療癌癥的效果。
研究者以中醫(yī)理論為指導(dǎo),分別從病證模型動物及臨床患者兩方面考察藥物對人體內(nèi)癌癥標(biāo)記物群的調(diào)節(jié)作用。該項研究拓寬了內(nèi)源性物質(zhì)的研究價值,為抗癌中藥的研究開發(fā)與評價提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。(作者單位:沈陽藥科大學(xué))













