使不可见变为可见:新的方法为液体活检打开了未知的领域

先进的技术使科学家越来越多地在患者的血液和尿液样本中寻找癌症和其他健康问题的微小迹象。这些“液体活组织检查”比传统活组织检查侵入性更小，而且可以提供有关全身情况的信息，而不仅仅是单个部位。

现在，密歇根大学罗格尔癌症中心的研究人员开发了一种新方法，可以提取血浆中RNA微小片段的基因指纹，而传统的RNA测序方法是看不到这些片段的。

这些信使rna和长链非编码rna可以提供关于体内基因活动的重要线索，包括在特定器官中活跃的基因或与某些疾病(如癌症)有关的基因，因此可以作为许多疾病的潜在生物标记物。

密歇根大学医学院内科和生物医学工程(医学院和工程学院的联合部门)教授Muneesh Tewari说:“我们相信它有广泛的潜在临床应用。”“例如，在癌症中，我们对应用这种方法来检测免疫疗法中自身免疫副作用的最早迹象感到兴奋。还有早期发现癌症的潜力，因为有长链非编码rna，对某些癌症类型具有相当特异性。”

特瓦里是5月3日发表在《科学》杂志上的一项研究的资深作者EMBO杂志这描述了这种新方法，并在骨髓移植患者的研究中证明了它的有效性。

从想法到概念验证

这项研究是由博士后Maria Giraldez和Ryan Spengler领导的，Maria Giraldez是医学博士，博士，现在是西班牙塞维利亚生物医学研究所的教员，Ryan Spengler是博士，是十多年工作的高潮。

2008年，当时在华盛顿州西雅图市Fred Hutchinson癌症研究中心工作的Tewari和他的同事发表了一篇论文，描述了在检测血浆肿瘤中的microrna方面的突破。

然而，该方法的缺点是不能检测更普遍的和器官特异性的RNA类型，这些RNA通常以片段形式被发现。

“这项新研究的真正创新在于认识到这些其他类型的RNA被忽略了，因为它们有简单但关键的差异，阻止它们在血浆测序结果中显示出来，”蒂瓦里解释说。“我们用一种酶裁剪这些片段的末端，这样它们就能在测序中显示出来。这个相对简单的步骤表明，是的，血液中有数千种额外的基因转录本。”

这个谜题的第二个关键部分是开发一种可靠的方法，从大量的测序数据中筛选出假阳性，并确保准确的结果——科学家们称之为“高严格的生物信息分析管道”。

领导数据分析的斯宾格勒说:“我们必须弄清楚如何从噪音中分离信号——如何从细菌和病毒的rna以及我们自己的基因组中去除一些无关的遗传物质，这些物质会给数据增加噪音。”“当序列真的很短时，它们可以偶然地与人类基因组的多个位置相匹配，因此很难说它们真正来自哪个基因。”

这种新方法被称为phospho-RNA-seq，因为它裁剪了片段的末端。这种新方法在实验中首次得到验证，实验使用的是一种精心设计的rna池，这样科学家们就能提前知道准确的结果应该是什么样的。然后，为了证明它可以在真实世界中工作，该方法在每周从两名接受治疗的患者身上采集的血浆样本上进行了测试骨髓移植在密歇根大学。

“我们可以追踪移植后他们骨髓重建的标记，以及骨髓的变化血浆表明肝脏受损的RNA——这与我们从他们的医疗记录中知道的情况相符，”特瓦里说。

临床医生和研究人员的新工具

Tewari指出，Phospho-RNA-seq在发现科学以及更直接的应用方面有潜在的应用。

“在基础科学方面，现在我们知道有成千上万的这种rna漂浮在血液中，这提出了关于它们为什么在那里，它们可能有什么功能的问题，”他说。“但更直接的应用是，我们现在能够更好地读取人类的转录组——在血浆样本中贯穿全身的基因活动，这可以为我们提供关于健康和疾病状态的新信息。

“我认为这是一项概念验证研究，但我希望随着我们继续完善这项技术，让其他研究人员更容易获得它，它可能会应用于许多不同的疾病领域和身体系统，”蒂瓦里补充说。

Tewari还强调了这项工作的协作性和跨学科性质，这需要实验室、计算和临床专业知识。

“这正是我来密歇根的原因，”他说，“通过跨医学专业和科学学科的令人兴奋的合作，能够进行深入临床的基础研究。”

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