IVD行业新风向,诺贝尔医学奖引领分子诊断!

健康   2024-10-16 11:40   山东  
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10月7日,2024年诺贝尔生理学或医学奖共同授予Victor Ambros和Gary Ruvkun,表彰他们发现了miRNA及其在转录后基因调控中的作用。



这是一篇迟到的文章,在小编写这篇文章前,“陈在不在”、“循因缉药”、“有趣的胖子万里挑一”等公众号已发表过很多miRNA有关的文章,感谢大家为行业发展做出的贡献!



miRNA不编码蛋白质,却是调控基因表达的“换挡杆”


miRNA(microRNA,微小RNA)是一类长度约为18-25个核苷酸的非编码单链小分子RNA。这些小分子RNA不编码蛋白质,而是在基因表达调控中发挥关键作用。


miRNA 通过与目标信使RNA(mRNA)分子部分或完全互补结合,影响mRNA的稳定性和翻译效率,从而调控基因的表达水平。有趣的胖子将其形容为“调控基因表达的换挡杆”,非常形象。



miRNA的开创性发现,揭示了基因调控的新维度


获奖的两位科学家发现了一个控制基因活动的基本原理,我们染色体中存储的信息可以类比为我们身体所有细胞的操作手册。


然而,不同类型的细胞,如肌肉细胞和神经细胞,具有非常不同的特性。正是基因调控导致了这样的差异性,它允许每个细胞只选择相关的指令。


miRNA已经存在数亿年之久,被证实在生物体的发育和功能中起着根本性的作用,这一机制推动了越来越复杂的生物体的进化,人类基因组编码了超过一千种miRNA。


没有miRNA的作用,细胞和组织无法正常发育。miRNA调控的异常可能导致癌症,而在编码miRNA的基因中发现的突变与人类某些疾病相关,如先天性听力损失、眼部和骨骼疾病。


Ambros和Ruvkun 在秀丽隐杆线虫中做出的miRNA开创性发现是出乎意料的,揭示了基因调控的新维度,这对所有复杂生命形式都是至关重要的。



miRNA将影响全球分子诊断的发展方向


miRNA及其在转录后基因调控中的作用,这一发现对IVD行业产生了深远影响,特别是在分子诊断和精准医疗领域。



癌症早期诊断与预后评估,miRNA在癌症中的调控作用使其成为癌症生物标志物,miRNA水平的变化与多种癌症的发生和进展密切相关,可用于癌症的早诊早筛。


非侵入性疾病检测,miRNA还可以作为心血管疾病、神经退行性疾病和免疫疾病的生物标志物。由于其能够稳定存在于血液、尿液和其他体液中,可利用这种特性开发出非侵入性检测手段。


个性化医疗与精准诊断,基于miRNA的检测方法能够为个性化治疗提供更多信息。例如,某些miRNA的表达变化可以预测患者对特定药物的反应,从而帮助医生制定个性化治疗方案。


基因调控网络分析,一个miRNA可以同时调控多个基因,反之亦然。可通过分析miRNA的调控网络来理解复杂疾病的分子机制,并利用这一信息开发新型诊断工具。


遗传疾病的诊断,miRNA的异常调控与多种遗传疾病相关。IVD行业已经开发出基于miRNA的检测平台,用于诊断与miRNA相关的疾病,如先天性听力损失、眼部和骨骼发育异常等。


传染病防控,miRNA的调控机制也与免疫反应密切相关。通过检测患者感染后的miRNA水平变化,可以更快、更准确地诊断病毒和细菌感染,帮助控制传染病的传播。


新技术与平台的开发,NGS、数字PCR和微阵列芯片等新型技术平台已经被用于miRNA的检测,这些技术大大提高了检测的敏感度和特异性,使得诊断更加精准和高效。


总而言之,2024年诺贝尔医学奖为IVD行业带来了巨大的创新机会,尤其是在精准医疗、非侵入性检测和复杂疾病的分子诊断方面。


随着miRNA研究的深入,IVD行业将继续受益于这一发现,通过开发更多基于miRNA的检测手段,为患者提供更好的诊断和治疗方案。



中国在miRNA领域的进展


根据公众号“陈在不在”的整理,目前国内有命码生物、骏实生物、晋百慧生物、觅瑞生物四家公司进行相应布局了。



命码生物采用荧光PCR法,使用血清样本进行胰腺癌辅助诊断。未来可能拓展miRNA检测在其他消化道肿瘤中的应用,或开发联合检测,提高胰腺癌的诊断准确性。


骏实生物采用PCR荧光探针法,使用血浆样本进行肝细胞肝癌患者进行动态监测以辅助判断疾病进程或治疗效果。未来可以加强对肝癌患者的全程管理,开发预测复发和转移的miRNA标志物检测。


晋百慧生物采用荧光RT-PCR法,使用粪便样本进行定性检测人粪便样本中的miR-92a核酸。未来可能扩大粪便miRNA检测的项目,包括结直肠癌等其他消化系统疾病的筛查。


觅瑞生物采用荧光RT-PCR法,使用血浆样本筛查无症状胃癌风险人群。未来有机会开发多种miRNA组合的检测,提升胃癌早期筛查的灵敏度,并应用于其他无症状高风险人群的筛查。



这四家企业中,已经有3个产品在国内获得医疗器械批件,觅瑞也拿到了新加坡监管机构的批准。虽然命码产品获批最早,但是顿慧旗下骏实生物的miRNA7在实力上更胜一筹,该产品已经纳入多个指南和共识。


尽管国内在miRNA领域已有相关企业积极布局,并取得了一定进展,但截至目前,获批的miRNA相关产品仍然较为稀少,市场尚处于早期发展阶段,未来应用前景广阔。



为什么miRNA的检测产品相对较少?


尽管miRNA在疾病诊断和治疗中展现出了巨大的潜力,但目前市面上的miRNA检测产品数量相对较少,主要原因包括以下几个方面。


技术挑战,低丰度和高相似性,miRNA分子通常长度较短,在生物样本中的含量极低。此外,不同miRNA之间的序列相似性高,增加了检测的难度。


miRNA在稳定性方面也存在一定问题,miRNA易受RNase降解,样本的采集、处理和保存过程需要严格控制,否则可能影响检测结果。


标准化和方法学限制,缺乏标准化流程。目前,miRNA的提取、定量和分析方法尚未完全标准化。不同实验室采用的技术和流程可能存在差异,导致结果的可比性和可靠性受限。


miRNA数据解读复杂,表达受多种因素影响,解读其生物学意义需要复杂的生物信息学分析和专业知识。


临床验证不足,缺乏大规模临床研究,许多miRNA标志物尚未经过大规模、多中心的临床试验验证,其诊断和预后价值需要进一步确立。


miRNA生物标志物的特异性和敏感性方面仍存在一些问题,一些miRNA在多种疾病中可能出现异常表达,缺乏特异性,限制了其作为诊断标志物的应用。


竞争与替代技术,现有诊断方法具有相对成熟性,其他生物标志物(如蛋白质、生化指标、DNA突变等)已经在临床上广泛应用,具有成熟的检测方法和市场认可度。


新兴技术的发展对miRNA的应用也有冲击,如循环肿瘤DNA、代谢组学等,也在快速发展,可能分散了对miRNA检测的关注。


总而言之,miRNA检测产品相对较少的原因是多方面的,包括技术挑战、标准化不足、临床验证缺乏等。然而,随着研究的深入和技术的进步,这些问题正在逐步得到解决。



miRNA——改变分子诊断的未来之星


尽管miRNA检测产品的数量目前仍然有限,技术挑战、标准化不足以及临床验证尚未完全落实,但不可否认的是,miRNA在疾病诊断和治疗中展现了巨大的潜力。


miRNA的独特基因调控能力、在多种疾病中的生物标志物作用,以及其在精准医疗领域中的应用前景,使其成为分子诊断领域中的革命性突破点。随着检测技术的不断进步,更多创新平台的出现,将逐步克服现有的技术瓶颈,为miRNA检测产品的广泛应用铺平道路。


未来,miRNA不仅将在癌症、心血管疾病和神经退行性疾病的早期筛查和个性化治疗中发挥重要作用,还将在全球范围内推动分子诊断技术的进步。


IVD行业将迎来前所未有的创新浪潮,而miRNA无疑将成为引领这一革命的关键力量,为精准医疗和非侵入性诊断的实现提供全新可能。


【参考资料】

诺贝尔奖委员会官网_The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2024;

星海领航员,循因缉药,miRNA研究者获得2024年诺贝尔生理或医学奖;

有趣的胖子本尊,有趣的胖子万里挑一,miRNA拿到诺贝尔奖后,就该伪科学割韭菜了;

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辑:召阳  审校:小实

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