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检测癌症的新技术--唾液分析

归去来兮 2021-1-20 69人围观 技术

单位:西安交通大学口腔医院


癌症是一种早期的局部疾病,它通过触发周围微环境的变化,干扰免疫监视,并进一步将其分子成分运输到循环系统中而系统地进化。癌症的致病特征是利用生物流体(例如血液 / 血清 / 血浆、尿液、眼泪和脑脊髓液等)中的可靠替代物,这些替代物具有肿瘤组织衍生的分子变化,可用于检测癌症。


唾液,微酸性,pH 值 = 6-7,由唾液腺(腮腺,颌下和舌下)排出,包含 99%的水,0.2%的有机和无机物质,0.3%的蛋白质和细胞成分。唾液的产生受到生理和病理状况的定量和定性影响。健康的成年人通常每天以平均流量 0.3-0.4 mL /min 的速度分泌 500-1000 mL 唾液。

 

气味和味道、心理、年龄、药物、口腔卫生和体育锻炼可刺激唾液分泌。每个唾液腺分泌独特的唾液。例如,腮腺产生浆液型唾液,而舌下腺产生粘液型唾液。唾液在维持口腔的稳态中起着重要作用。唾液的功能包括润滑、缓冲、消化、抗菌、抗病毒和抗真菌。唾液中无机成分包括钠、钾、钙、镁、氯化物、碳酸氢盐和磷酸盐。有机成分包括尿酸、乳酸、免疫球蛋白、粘蛋白、乳铁蛋白、酶(例如淀粉酶,过氧化物酶,脂肪酶)、激肽释放酶、激素和细胞因子 [1]。此外,唾液还包括龈沟液、血清渗出液、上皮细胞、白细胞和许多微生物。作为内分泌系统的一部分,许多成分通过被动扩散或主动转运等方式从血液进入唾液 [2]。因此,唾液作为 「身体的镜子」,在反映身体的生理和病理状态上等同于血液。


唾液中已鉴定出多种蛋白质组学、转录组学和微生物学标志物,这些标志物是口腔和全身疾病的有效指标。唾液分子诊断是一个快速发展的领域,具有巨大潜力。作为诊断液,唾液的收集和采样可以无创地进行,且交叉污染的风险最小。唾液诊断的局限性之一是与血液相比,分析物的浓度低。然而,随着高度灵敏的检测平台的出现和发展,唾液诊断可能是癌症筛查,检测和监测的巨大突破 [3]。


全面分析和鉴定人类唾液中的含量是发现和监测与人类健康和疾病状况相关的唾液生物标志物的第一步。唾液组学正在迅速发展,其重点是对所有 「组学」 成分进行全面分析,它包括基因组,转录组学,蛋白质组学,表观基因组学,代谢组学和微生物组学。


1.基因组学/表观基因组学研究了DNA、基因及其甲基化修饰的生化特性,可通过多种生物分子技术来测定,包括甲基化阵列,聚合酶链反应(PCR)和定量PCR(qPCR)的基因分型[4]。


2. 转录组学包括编码信使 RNA(mRNA)和非编码 RNA 研究 RNA、微阵列分析和 RNA 测序 [5]。


3. 蛋白质组学通过质谱检查唾液蛋白。


4. 代谢组学的分析技术包括质子核磁共振(H-NMR)光谱、气相色谱质谱(GC-MS)、高效液相色谱 - 质谱(HPLC-MS)、超高效液相色谱 - 串联质谱(UPLC-MS / MS)、血浆质谱和基于毛细管电泳的质谱(CE-MS)[6]。


5. 微生物组学突显了口腔癌和全身性癌症发展过程中微生物群结构的多样化。细菌可以通过生产致癌产品,诱发癌变,慢性炎症和与真核细胞周期相互作用和信号转导途径 [7]。


通常很多癌症在早期阶段无明显症状,常常到了晚期阶段才被发现,因此迫切需要开发用于癌症筛查、早期检测、诊断、分期和预后的快速、高度准确和非侵入性的工具。通过多组学分析唾液中的癌症分子生物标记物,可筛查高危患者,具有早期检测的潜力以及对癌症进行监测和管理引起了广泛关注。唾液分析在系统性疾病评估中的临床有效性最近得到证实。已有文献中报道的数据,并讨论了唾液在癌症的早期检测中的应用的临床意义和前景,并有望发展为转化和个性化医学。唾液诊断对检测癌症的有效性,可以与临床诊断成功相关,并可以进一步研究用作疾病的组织学分级和临床分期的生物标志物。


主要唾液分子成分:

唾液生物标志物用于癌症检测:



参考文献:
[1]  Dawes C, Pedersen AM, Villa A, Ekstrom J, Proctor GB, Vissink A, Aframian D, McGowan R, Aliko A, Narayana N, Sia YW, Joshi RK, Jensen SB, Kerr AR, Wolff A, The functions of human saliva: A review sponsored by the World Workshop on Oral Medicine VI, Arch Oral Biol, 60 (2015) 863–874.
[2] Lamster IB, Ahlo JK, Analysis of gingival crevicular fluid as applied to the diagnosis of oral and systemic diseases, Ann N Y Acad Sci, 1098 (2007) 216–229.
[3] Aro K, Wei F, Wong DT, Tu M, Saliva Liquid Biopsy for Point-of-Care Applications, Front Public Health, 5 (2017) 77.
[4] Wang X, Kaczor-Urbanowicz KE, Wong DT, Salivary biomarkers in cancer detection, Med Oncol, 34 (2017) 7. 
[5] Kaczor-Urbanowicz KE, Kim Y, Li F, Galeev T, Kitchen RR, Koyano K, Jeong SH, Wang X, Elashoff D, Kang SY, Kim SM, Kim K, Kim S, Chia D, Xiao X, Rozowsky J, Wong DTW, Novel approaches for bioinformatic analysis of salivary RNA Sequencing data in the biomarker development process, Bioinformatics, (2017). 
[6] Sugimoto M, Wong DT, Hirayama A, Soga T, Tomita M, Capillary electrophoresis mass spectrometry-based saliva metabolomics identified oral, breast and pancreatic cancer-specific profiles, Metabolomics, 6 (2010) 78–95.
[7] Hooper SJ, Wilson MJ, Crean SJ, Exploring the link between microorganisms and oral cancer: a systematic review of the literature, Head Neck, 31 (2009) 1228–1239.

来自: 检验时间 | 作者:陈鑫
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