庆应义塾大学研发出最新高精度判定大肠癌技术

创建有明 2021-07-15

庆应义塾大学于 7 月 5 日开发了使用毛细管电泳-质谱仪 (CE-MS) 的多样品同时测量技术，并在 1 分钟内实现了唾液中癌症标志物多胺的测量。本研究由同大先端生命科学研究所曽我朋義教授、五十嵐香織技術員等组成的研究小组进行。研究成果发表在《Journal of Chromatography A》电子版上。

50 年来，人们已经知道在癌症患者（如结肠直肠癌）的尿液中检测到高浓度的多胺。 2010 年，Keidai 先进生物科学研究所和加州大学洛杉矶分校小组发现，胰腺癌、乳腺癌和口腔癌患者的唾液中多胺水平也有所增加。东京医科大学杉本正弘教授等创立了“Saribatec Co., Ltd.”，这是一家专注于唾液早期癌症检测业务的风险投资公司。

对于多胺等低分子化合物，制备抗体较为困难，因此临床检测企业普遍采用的ELISA法不能作为快速诊断方法。另外，小分子标记物的测定采用液相色谱-质谱仪（LC-MS）、毛细管电泳-质谱仪（CE-MS）等分离分析方法，由于测定样品需要10分钟以上，存在测量成本高的问题。为了解决这个问题，研究组致力于开发多胺等低分子量化合物的快速测量技术。

开发可同时分析多个样品的 CE-MS 方法
该研究小组开发了一种技术，可将 40 个唾液样品同时注入用于 CE-MS 分离的毛细管中，然后一次施加电压以同时测量 40 个样品。具体示出测量原理。首先，当唾液样品和迁移缓冲液 (BGE) 交替注入毛细管，然后施加电压时，唾液中的多胺等离子向质谱仪 (MS) 的方向移动，但它们被施加到唾液样本。由于要产生的电压（E）很高，所以它移动得很快。但是，由于施加在BGE上的电压低，所以移动速度变慢，结果，多胺等离子堆积在各样品与BGE的边界处。之后，当样品和 BGE 液体混合时，施加的电压变得恒定，从而多胺等以恒定的移动速度向 MS 移动，并通过每种化合物的独特质量进行检测。

通过使用开发的方法，可以在 40 分钟内测量 40 个唾液样本。然而，在开发过程中，几种化合物同时被引入质谱仪 (MS)，这会导致各种问题，例如抑制每种化合物的电离和检测与多胺相同质量的多胺以外的化合物。因此，当唾液样品中加入多胺的同位素时，使用同位素校正电离抑制，并设计了质谱仪（MS）的设置，只能检测到多胺。

显示出比现有结直肠癌肿瘤标志物更高的准确性
使用在东京医科大学收集的总共 40 个样本，包括 20 名健康受试者和 20 名结直肠癌患者，使用开发的测量方法测量唾液多胺。测量结果显示，所有多胺在结直肠癌患者中的值均高于健康受试者，40分钟可分析40个样品（进样20分钟，测量20分钟）。

随后，测量了从 57 名健康受试者、26 名良性结直肠息肉患者和 276 名结直肠癌患者采集的唾液中的多胺。该测量显示，结直肠癌患者中所有三种多胺的浓度均显着高于健康受试者和良性结直肠息肉患者。此外，N1-乙酰精胺能够以83.4%的准确率区分结直肠癌患者和非癌患者。这种准确度表明，与现有的大肠癌血液标志物如CEA、CA19-9和NSE相比，可以以更高的准确度诊断大肠癌（准确度为56-77%）。

实现多胺以外小分子标志物临床应用的测量技术
在这项研究中，开发了一种快速分析技术，可以在 1 分钟内测量每个样本的唾液中的多胺，并且发现结直肠癌的诊断准确性极高。目前，Saliva Tech 的业务是通过测量唾液中的多胺同时预测结直肠癌和胰腺癌等多种癌症的可能性，但通过将这种方法转移到技术上，将有可能缩短时间。大规模唾液可以进行测量，并有望显着降低成本。

“新开发的多样本同时测量CE-MS方法显着减少了测量时间和成本，这是小分子标志物临床应用的障碍。该方法通过测量唾液多胺用于结直肠癌。我们已经实现了大规模和诊断的快速分析，我们相信它是一种测量技术，它也实现了多胺以外的小分子标志物的临床应用，“Soga教授说。

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