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糖尿病早期精準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)代來(lái)臨

 尚振奇 2017-03-24

2017 年 1 月 12 日,沃特世科技(上海)有限公司于上海舉辦「糖尿病早期預(yù)警研究——代謝組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用及進(jìn)展」媒體圓桌會(huì),揭示了代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)糖尿病早期預(yù)警研究和應(yīng)用的重大意義。

傳統(tǒng)檢測(cè)方法無(wú)法對(duì)糖尿病提供預(yù)測(cè)和預(yù)警

我國(guó)是糖尿病重災(zāi)大國(guó),患者總數(shù)達(dá) 1.14 億,并有 1.5 億人處于糖尿病前期。傳統(tǒng)糖尿病檢測(cè)方法存在許多缺陷 , 尤其對(duì)于 2 型糖尿病,比如空腹血糖受時(shí)間限制、敏感性低、易漏診;餐后血糖不穩(wěn)定,重現(xiàn)性差;OGTT/IGTT 多次抽血,有創(chuàng),檢測(cè)耗時(shí),不適合大量人群篩查;糖化血紅蛋白只反映一個(gè)階段內(nèi)血糖控制情況。

糖尿病檢測(cè)新策略:高通量分析血液的整體代謝狀態(tài)

沃特世公司健康科學(xué)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高級(jí)經(jīng)理譚曉杰博士表示,「目前,我國(guó)有 1.5 億人處于糖尿病前期,若能及早發(fā)現(xiàn)并有效干預(yù),60%-80% 糖尿病就可治可防。糖尿病代謝組學(xué)解決方案通過(guò)高通量分析血液的整體代謝狀態(tài),實(shí)現(xiàn)糖尿病的精準(zhǔn)檢測(cè),防患于未然?!固悄虿〈x組學(xué)解決方案允許高通量分析血液的整體代謝狀態(tài),從中發(fā)現(xiàn)異常變化的關(guān)鍵代謝物來(lái)預(yù)測(cè)糖尿病的發(fā)展趨勢(shì),旨在解決傳統(tǒng)血糖檢測(cè)眾多現(xiàn)行難題。

糖尿病代謝組學(xué)檢測(cè)法:蛋白質(zhì)組學(xué)及脂質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用與進(jìn)展

沃特世擁有代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等一系列分析解決方案,由先進(jìn)的超高效液相色譜儀、質(zhì)譜儀、采集和分析軟件等部分組成。比如,采用 SONAR 模式的 Xevo G2-XS QTof 可以有效提取血漿樣品中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。完成分析后,使用 Progenesis 軟件處理脂質(zhì)組學(xué)樣品組和蛋白質(zhì)組學(xué)樣品組的分析結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)非標(biāo)記物的定量和定性分析。Progenesis 可自動(dòng)完成樣品組特征數(shù)據(jù)的峰選擇、匹配及歸一化,然后提交數(shù)據(jù)以進(jìn)行多變量統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,根據(jù)樣品組確定標(biāo)志物差異。質(zhì)譜技術(shù)因其極快的分析速度、極高的靈敏度及穩(wěn)定性,已成為目前代謝組學(xué)研究領(lǐng)域里最常用的分析手段。

沃特世還開(kāi)發(fā)了一系列重要的 LC/MS 和 LC/MS-MS 產(chǎn)品,這些產(chǎn)品更側(cè)重于蛋白質(zhì)、肽類(lèi)到小分子生物標(biāo)志物的定量分析,測(cè)定肥胖癥和糖尿病患者樣品中的腸肽。腸肽是糖尿病研究中非常重要的生物標(biāo)志物之一,利用沃特世 ionKey/TQ-S 技術(shù)可通過(guò)多重分析法得到比免疫分析法更高的靈敏度、更優(yōu)的檢測(cè)限和更高的選擇性,相比傳統(tǒng)的免疫分析法,得到的數(shù)據(jù)更可靠,更具生物學(xué)合理性。

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圖 1  沃特世公司健康科學(xué)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)總監(jiān) Jose Castro-Perez 博士

沃特世公司健康科學(xué)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)總監(jiān) Jose Castro-Perez 博士結(jié)合實(shí)例,重點(diǎn)介紹了運(yùn)用高分辨率 LC/MS 技術(shù)和多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法開(kāi)展多組學(xué)研究,不僅可以進(jìn)行深入的表型分析、掌握潛在的生物學(xué)信息,而且可以通過(guò)分析樣品掌握關(guān)于代謝綜合征早期發(fā)病和病情發(fā)展的信息,構(gòu)建多組學(xué)平臺(tái),提出假設(shè)和疾病活動(dòng)的關(guān)鍵機(jī)制。

Jose Castro-Perez 博士指出 LC/MS-MS 是一種新型的肽定量工具。傳統(tǒng)的免疫分析法不僅存在交叉反應(yīng)和專(zhuān)屬性差的缺陷,而且還可能出現(xiàn)劣質(zhì)試劑導(dǎo)致結(jié)果無(wú)法重現(xiàn)的問(wèn)題。LC/MS-MS 與傳統(tǒng)的免疫分析法相比可顯著提升選擇性和重現(xiàn)性。

采用超高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(UPLC-MS/MS)的分析法同樣可以測(cè)定 2 型糖尿病受試者體內(nèi)的支鏈氨基酸。Jose Castro-Perez 博士指出,支鏈氨基酸與胰島素抵抗有著密切關(guān)系,但氨基酸的分析難度較大,傳統(tǒng)的離子交換色譜技術(shù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)(2 h)、組分分離度差、緩沖液體系復(fù)雜等原因,會(huì)引發(fā)諸多不確定問(wèn)題。采用 ACQUITY H-Class 與 QDa 質(zhì)譜檢測(cè)器聯(lián)用可顯著縮短分析時(shí)間至 9 分鐘,并且提高分析選擇性和專(zhuān)屬性,所得結(jié)果與已發(fā)表的研究報(bào)告吻合??傮w而言,此方法與離子交換色譜法相比更具經(jīng)濟(jì)效益、更干凈并且更快。

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圖 2 北京騏驥生物技術(shù)有限公司總經(jīng)理王文軍

隨后,北京騏驥生物技術(shù)有限公司 (騏驥生物) 總經(jīng)理王文軍分享了題為「糖尿病的脂質(zhì)組學(xué)預(yù)測(cè)模型和可視化分析」的精彩講座,深入闡述了先進(jìn)的高分辨質(zhì)譜在糖尿病及其并發(fā)癥研究和發(fā)現(xiàn)中的重要價(jià)值。騏驥生物通過(guò)多年的工作,建立了系統(tǒng)性的脂質(zhì)組學(xué)分析平臺(tái),快速地實(shí)現(xiàn)了組學(xué)數(shù)據(jù)的可視化分析。

2016 年,美國(guó)德克薩斯大學(xué)(The University of Texas)的 Manju Mamtani 研究組通過(guò)脂質(zhì)組學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)酰胺、溶血磷脂和三酰甘油這三個(gè)脂質(zhì)在糖尿病發(fā)病過(guò)程中具有決定因素,通過(guò)這三個(gè)生物標(biāo)記物建立的預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確率可達(dá)到 76%。
這是美國(guó)人群的數(shù)據(jù),那么中國(guó)人群的結(jié)果怎么樣呢? 2013-2016 年,北京騏驥生物技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò) 3 年多的研發(fā),并結(jié)合沃特世公司提供的高分辨質(zhì)譜儀,使用脂質(zhì)組學(xué)技術(shù),發(fā)現(xiàn)了 10 多種與糖尿病及其并發(fā)癥有關(guān)的脂質(zhì),其中的 3 種脂質(zhì)和美國(guó)德克薩斯大學(xué) Manju Mamtani 研究組的結(jié)果一致。騏驥生物結(jié)合多層次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),使用多種數(shù)據(jù)分析和生物信息學(xué)方法,建立的預(yù)測(cè)模型無(wú)論是特異性、靈敏性還是準(zhǔn)確率都超過(guò) 90%。

代謝組學(xué)作為糖尿病等慢性疾病的檢測(cè)手段具有廣闊的前景

代謝組學(xué)是從整體上發(fā)現(xiàn)人體中代謝物的變化規(guī)律,而代謝物是人體健康信息的直接體現(xiàn)者,在疾病診斷和健康評(píng)估中具有重大的應(yīng)用價(jià)值,尤其是通過(guò)組學(xué)手段進(jìn)行檢測(cè),得到成千上萬(wàn)種代謝物的信息,使用大數(shù)據(jù)和可視化分析,獲取與疾病和健康相關(guān)的關(guān)鍵信息,利用多層次的模型分析,最終實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)的目的。

在接下來(lái)的工作中,無(wú)論是科學(xué)家,還是醫(yī)生,以及企業(yè),都可以使用 Waters 穩(wěn)定而先進(jìn)的組學(xué)平臺(tái),進(jìn)行新的發(fā)現(xiàn),結(jié)合自身的臨床結(jié)果,對(duì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證,從而走向臨床,守護(hù)健康,造福更多的人類(lèi)。

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