檢測癌癥分子“指紋”可改進早期診斷

《分子細胞》雜志11日發布了一項研究，指出不同類型的癌癥擁有獨特的分子“指紋”，這些特征可以在疾病早期被檢測到。這項由巴塞羅那基因組調控中心進行的研究發現，利用小型便攜式掃描儀只需幾個小時，就能以極高的精度獲取這些“指紋”，為開發新的非侵入性診斷測試鋪平了道路。這種測試能夠比現有方法更快、更早地識別出各種類型的癌癥。

該研究聚焦于核糖體——細胞內的蛋白質制造工廠。傳統上認為，核糖體在整個身體中遵循相同的結構設計。但此次團隊揭示：化學修飾在不同的組織類型、發育階段以及疾病狀態之間存在差異。這些化學修飾作用于核糖體RNA（rRNA），可以改變核糖體的功能。

團隊檢查了人類和小鼠多個器官（包括大腦、心臟、肝臟和睪丸）中的rRNA，發現每種組織都有其獨特的rRNA修飾模式，稱為“表觀轉錄組指紋”。

這些核糖體上的獨特標記能夠表明細胞的來源，就像每個組織在其細胞上留下了自己的地址標簽一樣。在對癌癥患者病變組織樣本的研究中，他們發現了肺癌和睪丸癌特有的“指紋”組合。

團隊針對肺癌進行了更深入研究。他們從20名處于Ⅰ期或Ⅱ期肺癌的患者體內收集了正常和患病組織樣本，并確認癌細胞確實存在rRNA修飾不足的情況。基于這些數據，他們訓練了一種算法，能根據獨特的分子“指紋”準確地區分樣本。這種方法在區分肺癌與健康組織時表現出幾乎完美的準確性，因為大多數肺癌通常是在晚期才被發現，而新方法能夠在更早階段檢測到它，從而為患者爭取更多治療時間。

這項成就得益于納米孔直接RNA測序技術的進步，該技術允許直接分析rRNA分子及其所有修飾。納米孔測序的優勢在于它使用小型、便攜式測序設備，這類設備足夠小巧，可以放在手掌中。通過將生物樣本置入機器，它可以實時捕捉并分析RNA分子。

研究證明，僅需掃描約250個來自組織樣本的RNA分子，就能區分癌細胞和正常細胞，而這僅僅是納米孔測序設備能力的一小部分。