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前沿进展 | 精确预测早期卵巢癌,小分子显神通

导语:

早期癌症由于症状不明显,往往难以发现,绝大多数患者就诊时已是临床晚期。分子诊断不受限于临床症状,能够在癌症早期甚至癌前病变时期就发现癌症的蛛丝马迹。不过,当前的分子诊断研究往往集中于特定蛋白质以及DNA、RNA等生物大分子,体内代谢的小分子是否也能帮助诊断早期癌症呢?




近日,佐治亚理工学院的科学家们运用先进的液相色谱分析和质谱技术,再加上机器学习的计算机算法,确定了一个由16个化合物组成的生物标记物组合,它能将卵巢癌早期诊断准确度提高到前所未有水平。

“这项工作提供了一个概念验证,即通过结合分析化学与机器学习算法,确定最优的诊断方法。” 佐治亚理工学院生物技术与综合癌症研究中心主任John McDonald教授说道, “我们认为我们的结果显示了非常好的应用前景,我们计划在更大样本上进一步验证我们的发现。”

从1000个候选化合物到16个化合物

研究人员首先从美国和加拿大的三个癌症治疗中心收集了46份早期卵巢癌血液样本以及49份正常女性血液样本。他们分离血清,将其中包含的生物大分子(蛋白质、DNA等)去除,只留下代谢小分子。



随后,研究人员通过超高效液相色谱-质谱法(UPLC-MS)分析其中的分子组成,能够精确鉴定具体的化合物。分析化学研究大概鉴定出了一千个候选化合物。随后,David Gaul通过研究,从集合中移除重复和不相关的分子,将这一数字减少到约255个。然后,将这255种化合物交给机器学习算法进行分析评估并尝试对卵巢癌进行预测。那些对预测准确性贡献较小的分子将被淘汰。最终,该算法筛选出了16个化合物,这组化合物预测卵巢癌的准确性大于90%!

“算法只是在不停比较癌症患者和正常人之前的代谢产物特征” McDonald教授解释道,“算法并不知道这些化合物是什么。它仅仅是寻找能够提供最佳预测精度的分子结合。令人鼓舞的是,机器筛选出的代谢产物中,很多已经被先前的研究证明与卵巢癌相关。”

下一步,研究人员计划建立一个更大范围的临床试验,他们很想知道这种新方法在亚洲人等其他族裔身上是否奏效。研究人员还表示,他们会尝试将相同方法迁移到其他癌症上。

参考资料:

http://medicalxpress.com/news/2015-11-metabolic-profiles-distinguish-early-stage.html


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