章海斌綜述,王小中審校
(南昌大學第二附屬醫(yī)院檢驗科,江西 南昌 330006)
轉(zhuǎn)化醫(yī)學(translational medicine)是指實驗室研究與臨床應用之間的雙向轉(zhuǎn)化過程,是基礎醫(yī)學與臨床應用之間連接的橋梁。自1996年Geraghty J在著名醫(yī)學雜志《The Lancet》撰文明確提出轉(zhuǎn)化醫(yī)學的概念之后[1],它便逐步受到世界范圍的廣泛關(guān)注,美、英、法等國先后制定了轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究計劃,設立了轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究中心。我國對轉(zhuǎn)化醫(yī)學的研究也給予了高度的重視,在政府的大力支持下陸續(xù)建立了一批轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所或研究中心。2012年,衛(wèi)生部發(fā)布《“健康中國2020”戰(zhàn)略研究報告》,更是提出要實施轉(zhuǎn)化整合戰(zhàn)略,打破基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學、藥物研發(fā)、健康促進之間的人為屏障,建立彼此之間的直接聯(lián)系,實現(xiàn)基礎研究成果、臨床診療方法、人群預警方案、藥物創(chuàng)制、健康保障互聯(lián)互通,使患者和公眾健康直接、高效地受益于醫(yī)學科技的發(fā)展[2]。醫(yī)學檢驗作為臨床醫(yī)學的一個重要分支,在轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究熱潮中也得到了快速的發(fā)展,本文就近年來轉(zhuǎn)化醫(yī)學在醫(yī)學檢驗中的應用做一綜述。
醫(yī)學檢驗作為一門應用技術(shù)學科,它的發(fā)展離不開檢驗技術(shù)的進步。當前,隨著電子計算機和信息技術(shù)的發(fā)展,各種高精尖的儀器自動化檢測技術(shù)正逐步取代以往手工檢驗。與此同時,基礎醫(yī)學研究的深入和推廣,使一些實驗技術(shù)不斷走向臨床一線,成為新的臨床診斷方法和技術(shù)。
上世紀80年代,美國Cetus公司人類遺傳部的Mullis博士[3]發(fā)明了DNA聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction,PCR),隨后該技術(shù)在臨床檢驗中被成功轉(zhuǎn)化應用[4,5],成為分子診斷應用最廣的技術(shù)之一。并且基于這一技術(shù)發(fā)展起來的逆轉(zhuǎn)錄PCR(Reverse transcriptase-polymerase chain reaction,RT-PCR)[5,6]、 實 時 熒 光 定 量 PCR(real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)[7,8]等技術(shù)也被廣泛應用于臨床檢驗。而基于分子雜交為基礎的熒光原位雜交技術(shù) (Fluorescence in situ hybridization,FISH)目前則主要集中在產(chǎn)前診斷、血液腫瘤診斷、感染性疾病診斷及實體瘤診斷等領(lǐng)域[9]。DNA序列分析作為分子診斷的金標準,它對于遺傳性疾病、多基因疾病的診斷與預測意義重大,但由于高昂的儀器設備及試劑價格,目前還僅能在大型實驗室進行應用。隨著分子生物學的發(fā)展及人們對疾病過程的認識加深,以往的檢驗技術(shù)已不能完全適應微量、快速、準確、全面的要求,從而引入了生物芯片[10],它通過將大量的分子探針固定于支持物,并與標記的樣品雜交或反應,自動化儀器檢測雜交或反應信號的強度從而可以判斷樣品中靶分子的數(shù)量。
近年來,由于科研資金的大量投入,細胞分子生物學、免疫學等醫(yī)學基礎學科得到了迅猛的發(fā)展,特別是在后基因組時代,代謝組學、功能基因組學、蛋白質(zhì)組學[11]等分子生物學技術(shù)的蓬勃發(fā)展,使一大批在疾病發(fā)生發(fā)展過程中特異性改變的生物標志物被發(fā)現(xiàn)并被開發(fā)應用于臨床醫(yī)學檢驗工作之中。
2.1 耳聾生物標志物 耳聾是人類最常見的致殘性疾病之一,我國解放軍總醫(yī)院的戴樸教授[12-17]率領(lǐng)的研究團隊歷時10年通過系統(tǒng)的耳聾分子流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn),CJB2基因突變是中國人最常見的致聾因素,SLC26A4基因突變則緊隨其后為第二致聾因素,且SLC26A4的突變熱點、突變譜、基因型和表型均與西方人群存在明顯差異;而線粒體DNA突變則是藥物性耳聾主因,特別是C1494T和A1555G突變,但是歐美人群常見的CJB6基因突變在中國并不常見。馮永等[18-23]研究發(fā)現(xiàn)中國人常 見 的 致 病 基 因 主 要 為 :PAX3、MITF、SOC10、POU3F4、EYA4、MYO15A、TMC1、COCH、DFNA5。根據(jù)上述基礎研究成果,我國學者研發(fā)了《線粒體DNA A1555G突變檢測試劑盒》和《遺傳性耳聾基因芯片檢測試劑盒》等產(chǎn)品用于臨床耳聾基因診斷和產(chǎn)前診斷與遺傳咨詢[24]。
2.2 腫瘤生物標志物 腫瘤是危害人類生命健康最嚴重的疾病之一,對它的早期發(fā)現(xiàn)與診斷是目前腫瘤防治工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1978年,Herberman在美國腫瘤免疫診斷會上第一次提出了腫瘤標志物的概念。此后,隨著分子生物學技術(shù)的飛速發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)了大量的腫瘤標志物,并積極轉(zhuǎn)化應用于腫瘤的早期診斷。最為典型的是血清甲胎蛋白用于肝細胞肝癌的診斷、血清癌胚抗原用于消化道腫瘤的診斷和血清CA19-9用于胰腺癌的診斷[25-27]。2008年,我國上海瑞金醫(yī)院的研究團隊[28]通過抗體芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)IPO-38蛋白在胃癌患者血清中高表達,采用ELISA法進一步臨床研究發(fā)現(xiàn)IPO-38對胃癌患者診斷的敏感性為57.4%,特異性為90.2%,具有更好的診斷價值。《BTA stat試劑盒》、《BTA TRAK 試劑盒》和《NMP22 試劑盒》是近年來基于膀胱癌基礎研究成果而研發(fā)并經(jīng)美國FDA批準用于臨床膀胱癌診斷的產(chǎn)品。其中BTA stat是基于免疫色譜分析技術(shù)的定性快速檢測試劑盒,而BTA TRAK則是基于ELISA技術(shù)的一種定量檢測方法,兩者均是采用兩個單克隆抗體檢測人補體因子H相關(guān)蛋白(human complement factor H-related protein,HCFHRP),其敏感性在29%~91%之間,特異性在56%~86%之間,但檢測結(jié)果易受患者血尿情況的影響[29]。NMP22試劑盒較BTA有所改進,其檢測敏感性為56%左右,特異性為86%左右,在肉眼血尿患者中,NMP22試劑盒陰性預測值>95%,敏感性優(yōu)于尿液細胞學檢查,而特異性接近尿液細胞學檢查[30]。為進一步尋求更準確和特異的檢測方法,針對前期基礎研究發(fā)現(xiàn)糖基化癌胚抗原的高分子量成分(19A211)和膀胱癌黏蛋白抗原(M334)與膀胱癌密切相關(guān)這一成果[31],研究人員采用了單克隆抗體結(jié)合免疫熒光細胞學的檢測方法,使臨床對膀胱癌檢測的敏感性提高到81%~89.3%,特異性為61%~78%,特別是對Ta~T1期和低度惡性的膀胱腫瘤尤為敏感[32]。
2.3 類天皰瘡疾病生物標志物 類天皰瘡疾病是一類罕見的自身免疫性疾病,發(fā)病機制主要是自身抗體攻擊大皰性類天皰瘡抗原BP180和ⅩⅦ型膠原,其自身抗體包括IgG、IgE和IgA。2011年,Csorba K等開發(fā)了一種ELISA方法用于檢測抗BP180的IgA自身抗體,其診斷靈敏度達83.3%,特異度達100%[33]。
轉(zhuǎn)化醫(yī)學是近年來的一個熱門話題,雖然轉(zhuǎn)化醫(yī)學概念的提出距今還不到20年,但是轉(zhuǎn)化醫(yī)學絕不是一個新生事物,可以說目前臨床上所用的技術(shù)、方法及相關(guān)產(chǎn)品都是醫(yī)學基礎研究向臨床轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。盡管如此,轉(zhuǎn)化醫(yī)學在醫(yī)學檢驗中的研究卻仍然任重而道遠。首先,如何找到更為準確、特異、簡便的檢測手段仍然是醫(yī)學檢驗人員及相關(guān)研究工作者奮斗的目標。在過去的研究中,研究者通過各種技術(shù)手段鑒定出了大量在疾病模式下呈現(xiàn)異常改變的生物標志物,但是真正進入臨床應用于疾病診斷很少。其次,如何將成功的臨床研究成果向人群推廣,使更多的患者從中受益仍然需要轉(zhuǎn)化研究工作者的努力。轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究的最終目的是使廣大人群享受到醫(yī)學科技發(fā)展的福利,因此當基礎研究成果完成了T1、T2階段的轉(zhuǎn)化研究后,還需要繼續(xù)向 T3、T4 階段轉(zhuǎn)化[34,35],而目前的情況是T3、T4階段的轉(zhuǎn)化研究并不樂觀[36]??傊D(zhuǎn)化醫(yī)學的提出和興起為醫(yī)學檢驗的更新和發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn),相信在國家政策的引導與鼓勵及廣大醫(yī)學科技工作者的共同努力下,轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究的成果將會使疾病的診斷更加快速、準確。
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