【佳學基因檢測】非小細胞肺癌生物標志物的檢測方法或技術(shù)
什么是質(zhì)譜技術(shù)，如何在肺癌基因檢測中使用？
質(zhì)譜技術(shù)(Mass spectrometry, MS)是一種能夠正確測定未知樣本中的化合物質(zhì)量的技術(shù)。它基于生成帶電荷的離子,并根據(jù)質(zhì)荷比對離子進行分離和檢測的原理。
質(zhì)譜技術(shù)在肺癌基因檢測中的應用主要有:
蛋白質(zhì)組學分析:通過質(zhì)譜技術(shù)可以定量檢測細胞或血液樣本中的大規(guī)模蛋白表達譜,尋找與肺癌相關(guān)的蛋白生物標志物。
代謝組學分析:檢測肺癌細胞或體液中的代謝物變化,研究代謝路徑的重編程,尋找代謝生物標志物。
基因組學分析:質(zhì)譜技術(shù)可以進行DNA和RNA的正確定量,檢測基因表達和甲基化水平的變化。
蛋白質(zhì)互作組學:研究蛋白質(zhì)復合物和相互作用,尋找驅(qū)動肺癌發(fā)生的關(guān)鍵蛋白網(wǎng)絡。
圖像質(zhì)譜:直接在組織切片上進行質(zhì)譜分析,研究腫瘤組織的分子表達模式。
液體活檢:使用質(zhì)譜技術(shù)分析血液循環(huán)腫瘤DNA、外泌體等樣本,實現(xiàn)檢測。
綜上,質(zhì)譜技術(shù)為肺癌提供了多組學層面的檢測手段,能提高生物標志物的發(fā)現(xiàn)效率,有助于肺癌的早診早治。未來質(zhì)譜技術(shù)與其他檢測技術(shù)的整合,將大大推動肺癌正確醫(yī)學的發(fā)展。 質(zhì)譜技術(shù)允許對早期非小細胞肺癌進行非假設驅(qū)動的全蛋白分析,該技術(shù)將目的導向的樣本制備與質(zhì)譜前的液相色譜技術(shù)相結(jié)合。它涉及樣本消化、肽段滴定、電離和生物標志物表征等。這些包括優(yōu)化樣本制備流程(MStern印跡、免疫耗竭/濾助樣品制備、懸浮捕獲)、改變質(zhì)譜掃描模式(數(shù)據(jù)依賴采集、數(shù)據(jù)獨立采集)、開發(fā)定量技術(shù)(同位素標記/無標記)和改進儀器(離子捕獲質(zhì)譜、高場不對稱離子遷移譜)。使用血液或血清,單次質(zhì)譜運行可以表征數(shù)百至數(shù)千個蛋白。基于質(zhì)譜的液體活檢已在多種癌癥包括非小細胞肺癌中進行。
proximity擴展測定的原理及其在腫瘤基因檢測中的應用
proximity擴展測定(Proximity extension assay, PEA)是一種蛋白檢測技術(shù),基于傳統(tǒng)ELISA方法和DNA測序技術(shù)的原理。
PEA的工作原理是:
使用特異性抗體對標定待測蛋白?？贵w上連接有互補的DNA序列。
當兩個抗體同時結(jié)合目標蛋白時,相連的DNA鏈發(fā)生靠近,觸發(fā)連接反應。
連接后的DNA鏈經(jīng)PCR擴增后進行測序。
通過測序reads數(shù)計算目標蛋白的相對表達量。
PEA技術(shù)在腫瘤基因檢測中的應用:
可同時定量檢測數(shù)十到數(shù)百種腫瘤相關(guān)蛋白標志物。
可用于血液循環(huán)腫瘤DNA等樣本,實現(xiàn)非入侵性檢測。
可通過蛋白組學檢測實現(xiàn)病情監(jiān)測、藥效評價、預后預測等。
結(jié)合腫瘤基因組數(shù)據(jù),可以檢測驅(qū)動基因突變導致的蛋白表達變化。
可用于研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化,如開發(fā)診斷蛋白組學檢測試劑盒。
綜上,PEA技術(shù)具有高通量多靶點檢測優(yōu)勢,為腫瘤正確醫(yī)學提供了重要的蛋白組學檢測手段。
proximity擴展測定基于傳統(tǒng)夾心ELISA和DNA讀出技術(shù)工作原理。該血清蛋白質(zhì)譜技術(shù)需要極少的樣本量并具有全面的檢測范圍。特異性抗體對通過互補DNA寡核苷酸序列標記,允許高保真的差異雜交。所產(chǎn)生的DNA序列經(jīng)擴增后進行下一代測序。該先進的自我擴展測定法可檢測3072個靶點,避免了傳統(tǒng)多重免疫分析中的交叉反應問題。但是,高通量自我擴展測定存在庫構(gòu)建、測序和分析等方面的折衷。
反相蛋白質(zhì)數(shù)組與肺癌檢測
反相蛋白質(zhì)數(shù)組(Reverse phase protein array, RPPA)是一種高通量的蛋白質(zhì)組學技術(shù),可用于肺癌的檢測。
RPPA技術(shù)原理:
- 轉(zhuǎn)錄組水平:將腫瘤組織/細胞裂解,提取總蛋白并打印成點陣列。
- 抗體檢測:使用經(jīng)驗證的特異性抗體探針,檢測點陣列中的蛋白表達和翻譯后修飾。
- 信號檢測:熒光或發(fā)色基質(zhì)反應檢測信號。
- 數(shù)據(jù)分析:相對蛋白表達水平和修飾情況。
RPPA技術(shù)在肺癌檢測中的應用:
- 可同時檢測數(shù)百種腫瘤相關(guān)蛋白和修飾形式。
- 可區(qū)分肺癌不同病理類型。
- 檢測治療響應和預后相關(guān)的生物標志物。
- 評估腫瘤進展和藥物耐藥的分子機制。
- 優(yōu)于Western blot,維持組織的空間信息。
- 可用于血清、血漿等體液樣本。
- 可打印入微陣列進行高通量檢測。
總之,RPPA技術(shù)具備高通量和高特異性的優(yōu)勢,可檢測包括肺癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤的關(guān)鍵蛋白標志物,有助于疾病的正確化檢測試劑盒開發(fā)、病情監(jiān)測以及藥物研發(fā)。
反相蛋白質(zhì)數(shù)組是一種高通量靶向的高通量蛋白質(zhì)譜技術(shù),優(yōu)于組織檢測的蛋白質(zhì)檢測,可檢測蛋白及其翻譯后修飾。有效變性的蛋白質(zhì)固定于稀釋系列的基質(zhì)上。使用高特異性經(jīng)反相蛋白質(zhì)數(shù)組驗證的抗體探針含樣本的切片,并用熒光檢測或顏色顯影進行定量信號檢測。利用這種方法可檢測直徑小于100nm的細胞外囊泡中的腫瘤蛋白標志物,可擴展至液體活檢。盡管該技術(shù)需要精細的工作流程,但已經(jīng)應用反相蛋白質(zhì)數(shù)組技術(shù)分析了276種細胞蛋白,發(fā)現(xiàn)了7種乳腺癌蛋白生物標志物。
核酸適體與肺癌正確用藥
核酸適體(Aptamer)是一類可以特異性識別目標分子的短單鏈DNA或RNA。它可以與蛋白質(zhì)、小分子化合物等靶標具有高親和力和專一性的結(jié)合,在肺癌正確用藥中具有潛在應用價值。
核酸適體技術(shù)在肺癌正確用藥領(lǐng)域的幾個應用:
1. 識別和富集循環(huán)腫瘤細胞:適體可以特異性捕獲循環(huán)腫瘤細胞,進行檢測和分析。
2. 靶向藥物送遞:通過與腫瘤相關(guān)靶點親和的適體,可以特異性向腫瘤細胞遞送藥物。
3. 聯(lián)合治療策略優(yōu)化:使用適體識別耐藥相關(guān)分子,指導聯(lián)合用藥策略。
4. 治療反應監(jiān)測:設計特異性適體探針,評估治療反應和耐藥過程。
5. 新藥篩選平臺:適體-靶點結(jié)合系統(tǒng)用于verification新藥的靶向性能。
6. 腫瘤成像:使用熒光或放射性標記的適體實現(xiàn)腫瘤的輕射線成像。
總之,核酸適體技術(shù)提供了一系列優(yōu)異的生物探針,其高特異性親和力可廣泛應用于肺癌的正確診斷與用藥。適體技術(shù)的進一步研發(fā),將大大促進肺癌正確醫(yī)學的進步。
核酸適體是可以與靶蛋白高親和力和特異性結(jié)合的短單鏈DNA、RNA或肽。慢解離速率適體掃描測定使用連接了熒光標記物和光裂解連接基的結(jié)合分子,經(jīng)過生物素 Affinity富集和UV裂解及標記后與蛋白質(zhì)復合。然后蛋白-適體復合物經(jīng)洗脫,通過DNA雜交技術(shù)進行定量。該技術(shù)實現(xiàn)了并行超高通量篩選7000多種蛋白質(zhì),但設計高質(zhì)量適體用于新靶點的難度仍然存在。
抗原抗體陣列與肺癌正確用藥
抗原抗體陣列技術(shù)利用抗原-抗體特異性結(jié)合原理,可以在固相載體上高通量并行檢測多個蛋白質(zhì)標志物,在肺癌正確用藥中有廣闊應用前景。
抗原抗體陣列技術(shù)在肺癌正確用藥中的幾個應用:
1. 多標志物聯(lián)合檢測:實現(xiàn)對數(shù)十到上百腫瘤相關(guān)蛋白的高通量定量,評估整體生物標志物譜。
2. 正確分子分類:不同細胞亞群分子表達模式的差異,有利于細胞功能狀態(tài)正確判斷。
3. 藥效預測:檢測關(guān)鍵通路/過程的蛋白表達變化,評價靶向藥物療效。
4. 耐藥機制研究:比較敏感性和耐藥腫瘤的差異蛋白表達,解析獲得性耐藥機制。
5. 個體化用藥選擇:指導藥物的正確應用,實現(xiàn)藥物-患者匹配。
6. 藥效動態(tài)監(jiān)測:不同給藥時間點收集標本,監(jiān)測藥物作用過程。
7. 新藥開發(fā)平臺:評價新藥分子的作用方式和適應證。
8. 臨床試驗支撐:蛋白組學分析驗證新藥臨床前后效應。
綜上,抗原抗體陣列技術(shù)可實現(xiàn)對肺癌正確診斷和用藥的多維度支持,推動肺癌正確醫(yī)學實踐。 基于夾心ELISA和磁珠的陣列僅限于中低通量蛋白質(zhì)譜分析?？乖贵w陣列因其在分析和生化特性上的相似性,采用平面和磁珠抗體陣列以及蛋白質(zhì)組陣列。它通過親和力結(jié)合、共價結(jié)合和物理吸附等方式將特定抗體固定在基質(zhì)上。該方法穩(wěn)定性強,可以表征成千上萬種蛋白,賊小化免疫反應混合液中抗體誘導的免疫原性交叉反應?？贵w陣列具有超高靈敏度,可以克服非靶向蛋白引起的交叉敏感問題。理論上,抗原陣列可以檢測蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、細胞、小分子、脂質(zhì)、抗體和核酸的相互作用。迄今為止,賊全面的人源蛋白質(zhì)組陣列可檢測21000多種蛋白形式(覆蓋超過81%的蛋白質(zhì)組),使其成為強大的工具。此外,高通量蛋白質(zhì)陣列被用來設計一組針對H-RAS、P53和ETHE1的早期肺癌診斷自身抗體組合診斷面板。
(責任編輯：佳學基因)
