一泡尿检测癌症!?这种异想天开的技术正在成为现实

作者: 学术垃圾

来源: 丁香学术

发布日期: 2021-03-21

本文探讨了尿液检测癌症的可能性,介绍了尿液验癌技术的科学支撑,包括线虫版尿液验癌、癌细胞版尿液验癌、miRNA版尿液验癌等,并讨论了尿液检测在肿瘤早期筛查和诊断中的临床价值和应用前景。

癌症的早筛早检有着重大的临床应用价值,相应的科研领域对于癌症早检相关的生物标志物、检测方法的探索也一直是最热门的方向之一。此前,我们曾关注了一度火遍全球的「滴血验癌」,然而最近却不经意间发现一种打着「尿液验癌」、「已入医保」、「远程云医」等等闪瞎眼睛标签的产品。小编第一反应觉得自己的智商受到了侮辱,这是骗鬼呢吧?

本着科研认真负责的态度,特地对所谓「尿液验癌」领域进行了一番探查,结果却令人大吃一惊,原来这种异想天开的无创早检方式已经接近成功!

兜售梦想,原始版「尿液验癌」这个所谓的癌症尿液检测试剂的原理很简单,通过检测尿液中的羟基苯丙氨酸(酪氨酸)以提示恶性疾病的发生。但事实上,对羟基苯丙氨酸从来就不是什么肿瘤标志物。

另外,即使发现肿瘤标志物的升高,也并不代表已经患有恶性肿瘤,许多良性疾病和生理活动也引起某些肿瘤标志物高于正常参考值。然而宣传却称只需要取 5 毫升尿液,滴入玻璃管,五分钟后溶液的颜色就会发生变化,然后对照色卡,大红色为乳腺癌、蓝色为肝癌、绿色为肠癌、紫红色为胃癌,出现尿液本身的淡黄色,则表示正常。

看来不是试剂盒有效,而是人人都是「神算子」...仅仅根据一个细胞代谢异常指标就判定患什么类型的癌症,明显有夸大宣传,误导大众之嫌。

尿液验癌并不新鲜!

事实上,早在 2015 年 3 月 11 号,日本九州大学的研究人员在 PLOS ONE 杂志上发表了一篇名为 A Highly Accurate Inclusive Cancer Screening Test Using Caenorhabditis elegans Scent Detection 的论文,该文章报导了一种新的「尿液验癌」技术。

研究小组采集了 218 名健康人和 24 名癌症患者的尿液,并将尿液和 50 至 100 条「秀丽隐杆线虫」同时置于玻璃皿上,观察其反应。结果发现,线虫会聚集到癌症患者的尿液旁而远离健康人的尿液,该方法诊断癌症的准确度高达 95.8%。

针对线虫诊断癌症背后的机制,文章作者解释说线虫有类似于狗的敏感嗅觉,而癌症患者的尿液会散发出类似于线虫的食物 - 大肠杆菌的味道,所以线虫能被癌症患者尿液中的特殊气味所吸引。该技术与 300 多年两位印度僧侣发现「多尿症」患者的尿液能够吸引蚂蚁有着异曲同工之妙,不禁对科研工作者大开的脑洞甚为佩服。

尿液验癌的科学支撑「癌细胞」版尿液验癌由于肾脏强大的滤过功能,目前基于尿液的细胞学检查主要用于泌尿系统肿瘤的诊断,肾盂、膀胱和尿路上皮的癌细胞均能在尿液细胞学涂片中检出。

2019 年 7 月 25 日,复旦大学附属中山医院郭剑明团队、复旦大学上海医学院党永军团队以及美国乔治城大学刘学峰团队成功从膀胱癌患者尿液分离培养出可稳定扩增传代的膀胱癌细胞,该成果发表在 Protein&Cell 上,题为 Continuous culture of urine-derived bladder cancer cells for precision medicine。

该癌细胞的成功分离为膀胱癌早诊早治及晚期患者药敏筛选平台建立提供了基础。

近年来,参与转录后调控的 miRNA 和其他 ncRNA 被揭示对多种细胞功能的调控机制至关重要,颠覆了蛋白质的基因组结构和亚型被认为是基因表达的唯一调节剂的认知。人们越来越关注 miRNA 在疾病的发生和发展中的作用,miRNA 如今也开启疾病诊断治疗新篇章。

2015 年 3 月 28 日,在 BMC Cancer 杂志上一篇题为 Feasibility of urinary microRNA detection in breast cancer patients and its potential as an innovative non-invasive biomarker 的研究论文中,研究人员发明一种新的检测技术,该技术能从少量尿液中检测出多种微核糖核酸的水平异常情况,并通过分析尿液样本中 miRNA 的水平和组成来帮助检测乳腺癌。

研究者对尿液中的 9 种 microRNAs 分子进行浓度测定,对比健康样本和疾病样本后,发现有 4 种 microRNAs 的水平表现出了明显的差异,诊断乳腺癌的成功率达到 91%。

尿液中脱落细胞的染色鉴定和分离培养虽然具有高特异性但缺乏敏感性,2020 年 10 月 9 日上海长海医院泌尿科徐传良团队在 Clinical Cancer Research 上发表了一篇题为 Noninvasive Detection of Urothelial Carcinoma by Cost-effective Low-coverage Whole-genome Sequencing from Urine-Exfoliated Cell DNA 的论文。

该论文提出通过检测尿液中脱落细胞 DNA 拷贝数变异(CNV)负担来检测膀胱癌的设想。研究人员通过采用低覆盖全基因组测序(LC-WGS)检测 190 例患者的总 CNV 负担并构建诊断模型,结果发现与尿液细胞学相比,细胞 DNA 拷贝数变异对尿路上皮癌的检测具有更高的灵敏度(80.4% vs 33.9%)和类似的特异性(94.9% vs 100%)。

尿液检测作为真正的无创液体活检有着其独特的优势:1. 取样方便、不需要专业的医护人员操作 2. 样本容易储存、处理和运输 3. 通过采集大量尿液,可以对某些检测物质进行富集,解决含量过低的问题 4. 尿液中其他蛋白含量较低,检测背景低,有利于 DNA 的分离。从检测指标的拓展到检测方法的创新,尿液检测在肿瘤早期筛查和诊断中的临床价值和应用前景也吸引了越来越多科学家的关注和企业布局。

尿液活检的巨大发展空间,必将让更多人感受到无创筛查的便利:在家一泡尿的事,何必去抽血。

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