不同种类的癌症具有独特的分子“特征”，可以在疾病的早期阶段被检测到，而小型便携式扫描仪能够在短短几个小时内以显著的准确性识别这些特征，根据一项近期的研究。这一发现为新型非侵入性诊断方法的发展铺平了道路，这些方法能够比目前的技术更快地识别各种癌症，并在更早的阶段进行检出。
最近发表在《分子细胞》杂志上的一项研究显示，各种类型的癌症具有独特的分子“特征”，可以在疾病的早期阶段被检测到，而小型便携式扫描仪能够在短短几个小时内以令人印象深刻的准确性识别这些特征。
位于巴塞罗那的基因组调控中心（CRG）的研究人员取得了一项重要发现，为创新的非侵入性诊断测试奠定了基础，能够比现有的方法更早和更有效地识别不同类型的癌症。
该研究聚焦于核糖体，这是细胞中蛋白质生产的单位。多年来，人们一直认为核糖体在人体内具有统一的结构。然而，研究人员发现涉及微小化学修饰的复杂层次，这些修饰在不同组织、发育阶段和疾病中有所不同。
研究的首席作者、CRG研究员ICREA研究教授艾娃·诺沃阿（Eva Novoa）解释说：“我们的核糖体并不相同。它们专门用于不同的组织，并携带反映我们身体内部状况的独特标记。”她表示：“这些微妙的变化提供了对健康和疾病的重要见解。”
核糖体由蛋白质和一种称为核糖体RNA（rRNA）的特定类型RNA组成。这些rRNA分子会经历化学变化，从而影响核糖体的功能。“95%的人类RNA由核糖体RNA组成，这在我们的细胞中丰富存在，”诺沃阿博士指出。
研究人员调查了来自各种组织（包括脑、心脏、肝脏和睾丸）的人和小鼠rRNA的所有形式的化学修饰。他们发现每种组织都有独特的rRNA修饰模式，他们称之为“后转录组指纹”。
研究的第一作者伊万·米连科维奇博士（Ivan Milenkovic）表示：“一个核糖体上的指纹揭示了细胞的来源。它就像每个组织留下标签，以防其细胞迷失。”
研究团队在癌症患者的组织样本中识别出了不同的指纹，特别是肺癌和睾丸癌患者。“癌细胞表现出‘低修饰’，这意味着它们不断丧失这些化学标记，”米连科维奇博士解释说。“我们认为这可能作为一种强大的生物标志物，”他补充道。
该研究对肺癌进行了更详细的分析。研究人员收集了20名I期和II期肺癌患者的健康和病变组织样本，确认癌细胞中的rRNA是低修饰的。他们利用这些数据训练了一个能够仅基于这种独特分子指纹对样本进行分类的算法。
测试在区分肺癌与健康组织方面表现出几乎完美的准确性。“大多数肺癌是在晚期确诊的。这种方法允许更早的检测，可能为患者提供宝贵的额外时间，”米连科维奇博士表示。
这项研究得以实现的新技术称为纳米孔直接RNA测序，能够分析rRNA分子及其修饰。“它使我们能够在其原始上下文中观察这些修饰，”诺沃阿博士说。
以前，传统方法会在分析前改变RNA分子，从而去除化学修饰。
诺沃阿博士指出：“研究人员通常会丢弃核糖体RNA，认为它们多余且可能会使实验复杂。过了几年，我们挽救了这些数据，让它们不再被遗忘，并将其转化为有价值的资源，尤其是当它捕获有关化学修饰的信息时。这是一个显著的变化。”
纳米孔测序的一个优势是它使用的小型便携设备可以用一只手握住。科学家可以将生物样本插入机器中，实时捕获和分析RNA分子。
研究表明，通过分析从组织样本中提取的250个RNA分子，癌细胞和正常细胞可以被区分，这只是标准纳米孔测序设备可以处理的数据的一小部分。“有可能创建一种快速且高度准确的测试，使用最少的组织样本识别癌症的核糖体指纹，”诺沃阿博士指出。
未来，研究人员希望开发一种能够在血样中检测癌症指纹的诊断技术。这种非侵入性方法只需要简单的抽血，而不是侵入性组织采样。
研究作者警告说，在这一方法可以临床应用之前，仍需进行更多研究。“我们仅仅是在开始探索这个领域，”米连科维奇博士说。“需要更大规模的研究来验证这些生物标志物在不同人群和癌症类型中的适用性。”
一个尚未解决的重要问题是为什么这些修饰会在癌症的背景下发生。如果rRNA修饰帮助细胞生成促进无序生长和存活的蛋白质，科学家可能会识别出负责这些添加或去除的机制，从而可能导致创新的策略以逆转恶性变化。
诺沃阿博士说：“我们正在逐渐但肯定地揭开这一复杂性。”她总结道：“这只是时间问题，我们就会开始理解细胞的语言。”
