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龙鑫科技文献导读
来源:www.longx-tech.com发表时间:2017-11-22

龙鑫科技文献导读

摘要:本期重点介绍德国Numares公司推出的一种基于尿液代谢物生物标志物的无创性检测诊断肾移植排斥反应的方法。
 
一、导读前言:
本期重点介绍德国Numares公司推出的一种基于尿液代谢物生物标志物的无创性检测诊断肾移植排斥反应的方法。
 
背景介绍:核磁共振波谱法在尿液检测中的研究现况
随着代谢组学的出现和磁共振技术本身的发展,磁共振技术作为一种无损分析技术已经逐渐渗透到检验医学中,只需极少的样品前处理步骤就能定量检测出生物体液、细胞、组织中代谢物浓度。
 
据估计人类代谢物的种类至少在15万种以上,而目前人类代谢物组数据库(HMDB)中有详细记载的约有42000种[1]。血液样本中代谢物种类繁多,富含各种大、小分子代谢物,各代谢物间会相互干扰影响结果分析或需要更为特殊的脉冲序列进行检测。此外血液样本取材是有创的,而尿液是血液滤过的产物,主要富含多种小分子代谢产物,即时反映人体的变化,样本获取无创简便可反复操作,更是成为理想的检测样本。目前尿液中可识别的最普遍代谢物是是那些主要的内源性代谢途径产物以及他们的中间体,例如柠檬酸盐、琥珀酸盐、草酰乙酸盐或酯、α酮戊二酸[2]。
 
核磁共振波谱技术应用于尿液检测研究目前主要在尿路感染、肾移植排斥、糖尿病、恶性肿瘤以及先天性代谢缺陷方面。
 
尿路感染:
尿路感染是临床常见的感染疾病之一,由于女性解剖结构的特点,其发病率比男性高出50%。目前筛查尿路感染的主要方法是尿细菌培养,然而这种传统的检测方法耗时通常需要培养24小时,并且操作繁琐。尿试纸条检测又易出现假阴性,假阳性。利用核磁共振波谱法,通过检测尿液中特定代谢物浓度可快速识别并定量尿路感染中最为常见的几种病原菌:大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓杆菌、奇异变形杆菌。例如6-羟基烟酸是绿脓杆菌作用烟酸的代谢产物,所以通过检测到6-羟基烟酸浓度能识别是绿脓杆菌感染[3]。
 
肾移植排斥:
肾移植后,移植排斥反应通常要等到机体发生比较严重的肾功能损伤才能被检测到。据报道,急性肾排斥反应使1年移植肾存活率减少20%。反复频繁的肾穿刺活检是检测肾移植后排斥反应所必须的,而这无论从精神上还是经济上都严重影响了病人生活质量。利用核磁共振波谱法,通过检测尿液中的代谢物而早期诊断移植物排斥反应,给予干预治疗,不仅能大大提高了移植物存活率,同时还能提高病人生活质量。例如在移植排斥反应的病人中,尿液中氧化三甲胺(TMAO)和二甲胺(DMA)水平明显升高[4]。
 
糖尿病:
美国目前有2900万糖尿病患者,但其中有800万尚未确诊。利用核磁共振波谱法可快速诊断糖尿病。例如二型糖尿病患者和正常人尿液中乳酸、柠檬酸盐、甘氨酸等代谢物浓度存在明显差异[5]。
 
癌症:
常见的四种癌症分别是:肺癌、乳腺癌、肠癌和前列腺癌,每10个癌症患者中就有4个患上述癌症。目前常见的无创性检测方法主要是CT、核磁共振成像、PET,但最终都需要组织穿刺活检确诊。现有的肿瘤筛查方法都并不太理想,癌症患者早期缺乏临床症状,极易漏诊。尿液代谢物组学已经应用于肺癌、腺癌、前列腺癌、膀胱癌等筛查,例如利用核磁共振尿液代谢谱中代谢物浓度的变化筛查卵巢癌和乳腺癌,假阴性率基本为0(灵敏性为98%和100%),假阳性率也极低(特异性为99%和93%)[6]。
 
先天性代谢缺陷:
先天性代谢缺陷是由于患者体内编码酶蛋白的基因发生突变,而导致某一代谢途径发生障碍的遗传性疾病。目前的新生儿遗传代谢病筛查方法不能检测出所有的代谢缺陷,并且还存在假阳性,而核磁共振波谱法被认为是潜在性的诊断方法。例如利用核磁共振波谱法检测苯丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸来分析诊断苯丙酮尿症[7]。
 
肾移植
肾移植是目前常见的器官移植手术。2014年,欧洲有超过27,000例肾移植手术其中仅德国就有2100例。全球每年肾移植病人约为80,000例,其中~10%的移植病人在术后一年内会发生移植排斥反应。移植排至反应能严重缩短移植器官的存活时间甚至致其死亡,这就意味着急需早期诊断,快速治疗移植排斥反应。
 
2012年《柳叶刀》杂志发表的研究提示,我国慢性肾脏病(CKD)患病率达10.8%,但其诊治现状不容乐观,仅有12.5%的患者意识到自己患有CKD[8]。肾移植是治疗终末期CKD的理想替代疗法,根据中国肾移植科学登记系统数据中心统计数据表明,2015年我国共完成肾移植手术7131例,仅次于美国居世界第2位。而2016年我国完成肾移植手术上升至9019例。《中国肾移植排斥反应临床诊疗指南》2016版指出,随着肾移植外科手术日益成熟,组织配型技术的普遍开展,围手术期抗体诱导治疗和新型免疫抑制剂的广泛应用,急性排斥反应逐渐减少。尽管如此,排斥反应仍然是影响移植肾长期存活的首要独立危险因素,是亟待解决的瓶颈问题。
 
[1]JohnLMarkley,RafaelBruschweiler,ArthurSEdison,HamidREghbalnia,RobertPowers,DanielRaftery,DavidSWishart.ThefutureofNMR-basedmetabolomics.CurrentOpinioninBiotechnology2017,43:34-40
[2]Lehman-McKeemanLD,CarB.Metabonomics:applicationinpredictiveandmechanistictoxicology.ToxicolPathol.2004,32:94–96.
[3]GuptaA,DwivediM,AliMahdiA,NaganaGowdaG,LalKhetrapalC,BhandariM.1H-nuclearmagneticresonancespectroscopyforidentifyingandquantifyingcommonuropathogens:ametabolicapproachtotheurinarytractinfection.BJUInt.2009,104:236–244
[4]RushD,SomorjaiR,DeslauriersR,ShawA,JefferyJ,NickersonP.Subclinicalrejection—apotentialsurrogatemarkerforchronicrejection—maybediagnosedbyprotocolbiopsyorurinespectroscopy.AnnTransplant.2000,5:44–49.
[5]MessanaI,FomiF,FerrariF,RossiC,GiardinaB,ZuppiC.ProtonnuclearmagneticresonancespectralprofilesofurineintypeIIdiabeticpatients.ClinChem.1998,44:1529–1534.
[6]SlupskyCM,SteedH,WellsTF,etal.Urinemetaboliteanalysisofferspotentialearlydiagnosisofovarianandbreastcancers.ClinCancerRes.2010,16:5835–5841.
[7]ConstantinouMA,PapakonstantinouE,SpraulM,etal.1HNMR-basedmetabonomics
forthediagnosisofinbornerrorsofmetabolisminurine.AnalChimActa.2005,542:169–177.
[8]ZhangL,WangF,WangL,etal.PrevalenceofchronickidneydiseaseinChina:across-sectionalsurvey.Lancet.2012,Mar3;379(9818):815-22.
 
 
 
二、文章部分中文译文:
2017年4月4日,位于德国雷根斯堡的一家发展迅猛的创新型医疗技术公司Numares有限公司正式推出了一种全新无创性诊断肾移植后排斥反应的商业化检测方法renalTX-SCORE®。不同于传统的检测单个生物标志物或者组织活检,该方法是世界上首个通过检测一系列代谢物生物标志物谱(metabolicbiomarkernetwork)而诊断肾移植后急性排斥反应的方法。renalTX-SCORE已通过体外诊断CE认证,即将在欧洲市场上销售。
 
Numares的方法是利用疾病对人体代谢动力学方面的影响。疾病引起人体代谢机制改变从而导致一系列代谢物的改变,这组特异性改变可最终被检测识别。renalTX-SCORE检测作为Numares公司AXION®体外检测系统的一个部分,它是检测评估一系列代谢物生物标志物,而不是传统定量检测方法的一个或几个生物标志物。采集病人尿液标本,进行核磁共振波谱创建,检测分析评估。如果评估结果显示病人正在经历急性排斥反应,病人会被推荐进行活检以确诊或者进一步的干预治疗。
 
目前肾移植后急性排斥反应诊断的金标准是肾活检。这种有创性的干预有可能损伤移植肾,引起病人身体不适,情绪紧张,检测价格也相对昂贵。renalTX-SCORE是首个能够进行常规和严密监控移植肾,而对病人以及器官没有任何额外损伤的检测。
 
renalTX-SCORE是与德国Regensburg大学附属医院移植中心主任BernhardBanas教授合作开发的。Banas教授说,我们与Numares合作成功开发出了能够无创性检测肾移植病人移植排斥反应,此检测可用于病人出院后后期跟踪监控,即使对于需要穿刺活检的病人,在穿刺前同样适用。renalTX-SCORE检测已经潜在性的减少了活检次数,减少了病人不适和可能的移植肾损伤。鉴于它的无创性和高性价比,病人可进行更为频繁的检测。
 
Numares公司执行委员会主席VolkerPfahlert先生谈到:“虽然renalTX-SCORE是我们推出的AXINON体外检测系统首款代谢物检测技术,但这种技术应用并不仅仅局限于尿液网络生物标记物诊断肾移植排斥反应,它还能无缝对接到临床常规检测,易于操作,并且可以快速出结果。因此这项技术应作为欧洲所有移植中心的病人跟踪监测的标准检测项目。”
 
附录
 
生物标志物谱:
利用生物标志物网络达到诊断的目的这种创新性的方法与目前还没有特别合适的检测方法的医疗诊断难题的相关性越来越大。Numares的使命就是通过研发以磁共振为基础的AXINON®体外检测系统产品来实现目前还无法满足的诊断需求,这个从公司的产品线就可以看出。为了完成这个使命,公司前期已经开发了具有专利的MGS®技术。
 
MGS®技术
核磁共振技术一直被作为一项科研工具,特别是在判断化合物结构方面。过去,因为一些技术上的局限,这项技术太复杂以至于不能应用于以代谢物为基础的医学研究或诊断。Numares公司开发的MGS®专利技术使得利用核磁共振技术检测代谢物相关的医学问题成为可能。广泛应用MGS®技术需要很多必备前提条件,例如技术流程和过程必须满足资格要求并且标准化。第一次系统化处理和利用代谢物的信息进行诊断成为可能。感谢MGS®技术,他让Numares体外诊断系统AXINON®能够不依赖于核磁共振仪和技术人员而生成高品质的可靠重复性好的数据,能够不受任何人为因素影响完全自动化分析病人标本。
 
Numares公司
Numares股份有限公司是一家快速成长中的创新型诊断公司,公司主要是开发和销售用于临床诊断和生命科学研究的软件测试系统。AXINON®体外诊断系统以及他的诊断测试是利用核磁共振波谱学制作一个数字波谱评估代谢网络。评估结果为临床医生提供了极其有用的病情信息。Numares开发的MGS®专利技术使核磁共振技术能够高度标准化,快速吞吐量检测,从而成为一种高性价比的诊断方法。代谢组学检测解决了心血管疾病、肾病科、肿瘤科、神经科等领域未满足的医疗需求,在精准医疗领域形成了另一重要支柱。Numares总部位于德国雷根斯堡,在美国波士顿和新加坡均有分部。
 
三、原文内容:
Non-invasiveurine-basedtestforkidneyrejectiondiagnosticsutilizesmetabolicbiomarkernetworksnumaresannouncescommerciallaunchofrenalTX-SCORE®
 
 
四、原文出处、下载链接:
http://www.numares-health.com/en/company/press/press-detail/article/numares-nicht-invasiver-test-ermoeglicht-die-biopsiefreie-diagnose-einer-nierenabstossung-nach.html
 
http://www.numares-health.com/en/products/renaltx-scorereg.html
 
五、小结:
从上述可以看出尿液中的代谢物在疾病诊断和生物标志物的发现方面都起着重要作用。通过核磁共振法检测尿液得到的代谢物谱为人体不同的代谢过程,代谢途径提供了极其有价值的信息。随着对无创性检测和精准化医疗的需求不断加大,尿液代谢组学也扮演着越来越重要的角色。核磁共振技术的发展极大推动了尿液代谢组学由科研向临床领域的转化。未来,在硬件方面磁共振的灵敏度还有进一步提高,操作更为简易自动化。在软件方面,数据获取分析呈现技术也还需改进。随着检测方法和分析方法快速发展,利用磁共振技术检测尿液样本很可能成为未来尿液常规检测的一个大的方向。

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