在诊断领域取得突破,科学家们开发出一种简便有效的测试方法,可在唾液中识别心力衰竭生物标志物,为该疾病打开更快速、更便捷的救命医疗干预之门。
根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,估计有670万美国成年人患有心力衰竭,2023年该疾病导致了全年14.6%的死亡。这种心力衰竭率在包括英国和澳大利亚在内的其他国家也有所体现。虽然目前没有治愈方法,但通过改变生活方式和饮食,加上药物治疗的早期干预,可能意味着维持生活质量与成为统计数据之间的差异。这使得诊断变得至关重要。
现在,昆士兰科技大学(QUT)合成生物学卓越研究中心的科学家们开发出一种新型且可能具有突破性的唾液测试,该测试针对一种特定的蛋白质生物标志物S100A7——这可能使早期诊断和治疗成为现实。
"早期症状通常很微妙且非特异性,这意味着患者通常只在疾病晚期阶段才接受治疗,"QUT的ARC中心第一作者Roxane Mutschler博士说道。
人类银屑素(S100A7)是S100蛋白家族的成员,已被发现与包括银屑病和癌症在内的一系列疾病有关。格里菲斯大学的一个由Chamindie Punyadeera教授领导的团队发现了S100A7,确认它也是收缩期心力衰竭的生物标志物。基于这项研究,一个大型合作科学家网络随后利用一种称为mRNA展示的先进实验室技术,找到了一种在唾液中轻松测试它的方法。
这种方法基本上使用能很好地附着在特定目标(如药物分子或受体)上的蛋白质。在这种情况下,目标是S100A7——一种小的钙结合蛋白,当某人患有心力衰竭时,它在唾液中的水平会更高。研究人员想要一种可靠的方法来检测S100A7,因此通过mRNA展示,他们能够定制构建一种小的合成蛋白质,该蛋白质会直接与它结合——就像一把适合特定分子锁的钥匙——这可以向科学家发出其存在的警报。
毫不奇怪,这种创新的检测方法也有很大潜力来针对其他疾病的生物标志物。
"这就像改变电动工具的附件,"Mutschler说。"基本系统保持不变,但你可以将其调整用于检测不同的健康问题。"
目前,心力衰竭通常通过一系列测试来检测,如临床评估、血液检查和影像学检查,这些检查可能在地理和经济上都有限制。因此,心力衰竭常常直到变得更加严重时才被诊断出来。许多早期症状——如正常日常任务中的呼吸急促、疲劳、体重增加和腿部及脚踝肿胀——都是非特异性症状,人们常常将其归因于自然衰老。
有趣的是,以唾液为基础的诊断工具的研发有所增加——研究人员将此归因于新冠检测的普及。健康人的唾液中S100A7水平通常较低,而心力衰竭患者通常有两倍的水平。
在31名心力衰竭患者中,新的唾液测试有81%的时间能够识别出该疾病——这与传统的、更具侵入性的医学检查相当。并且它在识别那些没有心力衰竭的人方面远远优于当前测试(82%对52%),这有助于排除不必要的治疗。
研究人员指出:"所开发的生物传感器能够量化临床样本中的S100A7,并在使用来自急性心力衰竭患者的30个唾液样本时,显示出与已建立的ELISA检测>81%的相关性。""虽然我们的研究受到小患者队列的限制,但这些结果为进一步在更大人群中进行验证提供了基础。"
因此,尽管研究队列很小,但结果非常鼓舞人心,现在值得在更广泛的人群中进行测试。研究人员还在努力扩大唾液测试的范围,以检测一系列疾病生物标志物,这可能进一步减轻患者和医疗系统的资源和财务负担。
"这项工作通过帮助人们在疾病发作前检测出体征和症状,并轻松监测其进展,为个性化医疗的发展做出了贡献,"Mutschler补充道。
这项研究发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》期刊上。
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