《PNAS》新生物標誌物：血源RNA

及時確診是治療任何疾病的首要步驟，如今，醫生習慣採用核酸和蛋白等生物標誌物了解病人病情，例如抽血檢測心臟病發作後血液中的心臟肌鈣蛋白水平等等。

一方面部分疾病缺乏可用的生物標誌物，另一方面對一些疾病來說，生物標誌物只能佐證疾病進展程度，不能預測疾病的未來發展速度。

現在，洛克菲勒大學的科學家設計了一種分離和識別人類血液樣本RNA微小片段的改進方法，這一突破將領導更強大的醫療診斷新方法。除此之外，他們似乎還發現了一個不為人知的秘密。

新方法克服了以胞外RNA（extracellular RNA，exRNA）作為潛在可靠生物標誌物的高難度挑戰。包括腫瘤細胞在內，多種細胞都能釋放exRNA，這些物質在血液中不斷循環。

「我們對起源於所有不同細胞類型的數以千計的RNA進行檢測，」RNA分子生物學實驗室負責人Thomas Tuschl說。「鑒定exRNA的特異性組織起源，它們的分子結構和循環丰度對疾病過程監測和發現新異常都很有潛力。」

為了實現這個目標，研究人員需要捕獲並分析全身所有組織和器官分泌的exRNA。然而，血液衍生製劑（血漿和血清）中exRNA的極低丰度限制了前期工作進展，血清中超過99%的exRNA來自血細胞，以至於科學家們很難從剩餘的1%中分離出屬於不同器官和組織的，而這部分才是潛在的目標生物標誌物。更糟糕的是，它們有可能會被核酸酶快速分解掉。

新方法改進了血漿和血清樣本的製備過程，解決了樣本量稀少的問題。「每個步驟我們都採用機器液體處理系統，」文章一作、助理研究員Klaas Max說。「全自動系統比傳統方法速度更快，而且支持高通量篩選。」

「現在我們有能力同時處理數百個樣本，輕鬆地進行相互比較，」Tuschl說。「在過去，這簡直難以想像。」

利用新技術，研究人員對13名健康受試者（包括男性和女性）兩個月內採集的312份血液樣本進行處理和分析，這樣設計實驗的目的是為了檢測exRNA隨時間變化的穩定性。

用於長期臨床研究，穩定性是生物標誌物的必要特徵，結果顯示受試者們來自肌肉、神經內分泌和上皮細胞的exRNA在兩個月內保持了一致的濃度和組成。

除此之外，本研究還考察了性別和食物攝入等其他因素對受試者exRNA的影響。研究人員得出結論，性別對測試有輕微影響，而包括月經周期等其他因素不影響測量效果。

奇怪的案例

目前，這種exRNA篩選診斷仍處於實驗階段，而且造價昂貴。「測序技術每隔幾個月就變得更便宜、效率更高，」Max說。「從這一點來看，exRNA的分離和鑒定對監測重要生理變化具有潛在的成本效益。」

研究人員在一名代號為「研究對象P12」的男性受試者血漿和血清中檢測到了至少比其他受試者高兩倍的exRNA。P12的exRNA譜在整整一年之中都保持穩定。這一發現證實了該方法的有效性的敏感性。

起初，他們懷疑P12可能患有癌症或其他疾病，但MRIs等其他醫學檢查都正常無比，高濃度的exRNA是他血液中唯一不同尋常的東西。

於是，他們將調查人數從13人擴大到了236人，又發現了另外一名與P12情況相同的受試者。

「這比萬分之一的情況更耐人尋味，」Tuschl說。「如果萬里挑一，說明可能是一種罕見的遺傳疾病。但是，我們的調查樣本才幾百人，提示這是一種較常見的異常，也許對臨床有所暗示。」

「例如，我們認為這些異常的高水平exRNA可能與獲得性自身免疫有關，因為核酸也可以刺激免疫系統，但也只是暫時的猜測。」他說。

研究人員希望通過後續研究找到答案。

原文標題

Human plasma and serum extracellular small RNA reference profiles and their clinical utility

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