新技術使生物標誌物能夠識別多種疾病

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】科學家們已經開發出一種方法，通過評估我們所製造的複雜的糖衣細胞的抗體來鑒定各種疾病的生物標誌物。在《Nature Communications》雜誌上發表文章稱，這種新型高靈敏度的Luminex複合糖基陣列，可以使我們血液中的抗體水平與這些複雜的糖、或甘氨酸、以及癌症、自身免疫性疾病和痴獃等疾病之間的關係建立聯繫。Jin-Xiong博士說：對於許多每天都要殺死我們的疾病，仍然沒有好的生物標誌物，她是奧古斯塔大學喬治亞醫學院生物技術和基因組醫學中心的主任，也是喬治亞州基因組醫學研究聯盟的知名學者。

細胞上的糖衣不是糖衣，對細胞的健康和我們的身體是至關重要的。它幫助細胞了解其他細胞的結合，它的粘附性甚至能幫助它們粘在其他細胞上。它可以幫助確保細胞表面的負電荷，使細胞內的內容保持在體內，並提供細菌或病毒的保護。它有助於確保我們細胞中的蛋白質保持在工作上。它甚至可以幫助我們的免疫系統識別我們的細胞。但是，糖塗層也常常無法解釋地成為我們免疫系統的目標，這將極大地改變細胞的功能並導致疾病。像細胞一樣，新陣列中的珠子被塗上糖衣。通過將患者的血液或血清暴露給他們，科學家們可以看到患者正在製造抗體的哪一種糖罐，以及他們製造了多少糖，尋找可以預測疾病的趨勢，甚至有一天可能會診斷出他們的疾病。

新技術使生物標誌物能夠識別多種疾病。圖片版權：Phil Jones, Senior Photographer, Augusta

事實上，由她領導的科學團隊已經使用該數組來識別出在手術和標準化療方案后卵巢癌複發高風險的潛在生物標誌物。雖然認為這項新的測試最終將使我們能夠做很多事情，但現在有證據可以幫助確定那些有複發風險的生物標誌物。當數據收集仍在進行的時候，快速查看大量患者樣本和糖罐的能力尤為重要。她建立了一種理論，認為寬範圍的glycan抗體評估有一天會成為常規病人檢查的一部分，就像血液中膽固醇和血脂的水平一樣，這些都能提供早期的線索，表明有些事情是錯誤的。通過這項新技術可以探索什麼是正常的，什麼是疾病。這僅僅是個開始。

已經習慣使用Glycan抗體來確定輸血和器官移植的最佳匹配，但同時快速地觀察數百個glycans的反應，大大擴展了他們的診斷和預后潛力。生物化學家Sharad Purohit博士說：蛋白質決定細胞的功能，大約一半的蛋白質是在一個連續的和基本的生化過程中被糖分子修飾的。他是MCG生物技術和基因組醫學中心的生物化學家，也是一位共同研究者和作者。這就是為什麼我們還不能完全理解為什麼會產生甘氨酸抗體。可能是攝入的一些糖促使身體產生抗體，這些抗體也針對我們細胞上的這些複合糖。可能是一些糖蛋白塗層我們的細胞是壞的，需要被消除。但就像其他保護性的、自然的身體反應一樣——比如炎症——結果有時也可能是致病的。很明顯一些人體內的糖蛋白抗體存在是不好的。

然而這種情況發生了，改變了複雜的糖，改變了蛋白質的功能，使我們有患病的危險。MCG團隊和其他一些人有早期的證據，例如一些異常細胞，比如癌細胞，有明顯不同的糖塗層，可能是由於環境暴露，比如食物或毒素，以及家族遺傳。她是美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)提供的一筆160萬美元的新贈款的首席研究員，該基金正在使該陣列能夠處理的患者樣本和糖罐的數量再次顯著增加。目前的技術可以在每天1000個樣品中分析500個糖罐，但是他們計劃在新的研究中把糖的數量增加一倍。她指出，以前的技術需要幾天時間才能看到大量的糖罐，但只有少數幾個病人。科學家們也開始向其他研究者提供他們的陣列，包括提供現成的糖珠，供實驗室使用。

第一個版本的磁珠上有184個不同的糖罐，可以同時快速分析384個病人的血液或血清樣本。發表的評估結果表明，卵巢癌患者的血液中含有高水平的抗體，例如血液中有11種抗體，存活的可能性大大降低。發現糖蛋白147也與較差的生存率有關，而在所有的患者中，54歲和49歲的血糖濃度一直都很高。這實際上是在治療每個病人之後預測臨床結果。要做的是識別出一個生物標誌物，它可以將那些有較低存活率的患者和存活的機會分開。

那些被診斷為預后不良的人，可能會在早期被考慮接受額外的和/或更積極的治療，而不是等待疾病複發。她正在和臨床醫生討論臨床試驗。糖罐對健康和疾病的巨大影響使糖科學成為國家衛生研究院的一個重要舉措，它也支持新發表的研究。細胞上的糖衣部分來自我們攝入的食物，比如碳水化合物，但身體也會分泌一些我們無法從飲食中攝取的糖。

• 知識：科學無國界，博科園-科學科普

• 參考：Nature Communications

• 內容：經「博科園」判定符合今主流科學

• 來自：奧古斯塔大學喬治亞醫學院

• 編譯：中子星

• 審校：博科園

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