解药|诺奖得主发现的miRNA如何应用于癌症检测?

解药|诺奖得主发现的miRNA如何应用于癌症检测?

 

全球已有多款miRNA检测产品上市,覆盖前列腺癌、肝癌、胰腺癌、结直肠癌、胃癌等。各家公司的技术壁垒体现在检测方法。因为miRNA很短,只有20个碱基左右,现有的主流方法都是检测50个碱基以上,需要一些特殊方法去做捕获、建库、引物设计

      2024年度的诺贝尔生理学或医学奖授予美国麻省大学医学院教授维克托·安博斯(Victor Ambros)和哈佛大学医学院遗传学教授加里·鲁夫肯(Gary Ruvkun),以表彰他们“发现了miRNA(microRNA,微小核糖核酸)及其在转录后基因调控中的作用”。(详见财新网《因发现微小RNA 两位美国科学家获诺贝尔生理学或医学奖》)

  miRNA由此进入公众视野。遗传信息通过转录,从DNA流到RNA,然后生产蛋白质,分化为不同的细胞。RNA包括参与编码蛋白质的信使RNA(mRNA)和非编码RNA,后者又分为miRNA和siRNA(small interfering RNA,小干扰RNA)。miRNA的长度很短,仅由21-23个核苷酸组成,通过与靶mRNA的互补配对,做基因调控,以使细胞功能适应不断变化的环境。

  连续两届诺贝尔生理学或医学奖花落RNA领域,从mRNA到miRNA,体现了近年来的研发热点。近二十年来,有17万余篇miRNA研究发表,其中80%和癌症相关,也和心血管疾病、代谢疾病相关。“科研证据很多,所有的癌症当正常细胞变成癌细胞的时候,细胞里面的miRNA都会发生变化。”觅瑞执行董事、联合创始人兼首席技术官邹瑞阳说。

  基于丰富的基础研究,miRNA从科研走入临床,应用在多种癌症的诊断中。美国批准了Interpace Biosciences的甲状腺结节良恶性判断产品、miR Scientific的前列腺癌检测产品上市;中国批准了骏实生物的肝癌检测、命码生物的胰腺癌检测、晋百慧生物的结直肠癌检测上市。邹瑞阳表示,觅瑞的胃癌早筛产品也已在新加坡、欧盟、日本获批,国内预计至迟明年拿证。

  相较检测产品,miRNA药物则姗姗来迟,未有成药。在小核酸领域,siRNA已经成药,典型代表是诺华的长效降血脂针英克司兰钠注射液(商品名:乐可为),2021年12月在美获批,2023年8月在华获批,一次注射后,疗效可持续六个月,患者一年只需打两针,国内定价为单针9988元。(详见财新网《解药|“一针管半年”降脂针在华获批 RNA干扰疗法何以兴起?》)

  一位投资人曾告诉财新,siRNA成药快,是因为其机理成熟,特异性强。miRNA研究结果较少,缺乏临床数据,且特异性稍逊,一个miRNA可能同时影响几个不同靶基因的表达,进而影响其成药性。

  邹瑞阳表示,siRNA药物是人工设计的,空间更大,而miRNA序列是天然的。在做药的时候,人为设计的序列自然跑的比天然的更快。而检测领域则不同,“做诊断的时候只能做miRNA,因为癌细胞里面,天然siRNA的量和变化是特别少的,基本没有任何疾病关联度。”

  现有主流的癌症检测的多为肿瘤组织的DNA,而非miRNA。miRNA的优势在于早期癌症的血液检测。

  DNA作为遗传物质,仅存在于细胞核中,且每个细胞只有一个拷贝,只有在细胞凋亡后才会释放到血液中,很快会被降解掉,所以想在血液中检测出早期肿瘤的DNA难度大。相比之下,miRNA的含量更高,一个拷贝的DNA可以生成多个拷贝的miRNA,并且miRNA在细胞的正常生长过程中就会被释放至血液,稳定存在。据财新了解,miRNA的检测成本约是同靶点DNA检测成本的三分之一。

  但miRNA也存在特异性不强的问题。比如某个miRNA在多个癌症中都高表达,难以判断肿瘤来源。因此检测产品会集成多个靶点,包括通用的靶标,特异的靶标,提高癌症定位的精准度。

  多款miRNA检测产品上市,各家公司的技术壁垒体现在检测方法。因为miRNA特别短,只有20个碱基左右,检测难度高。目前为止主流的测序方法和PCR方法都是检测50个碱基以上的 DNA或RNA,短的需要一些特殊方法去做捕获、建库、引物设计。邹瑞阳表示,这个底层技术好不好,会影响看到的靶点的数量,如果看不到好的靶点,企业就不会把它纳入诊断产品,检测的性能也会受影响。

  未来,miRNA还可以用于代谢疾病检测,甚至消费级基因检测,但前提是必须基于充分、严格的循证证据。“在消费级,它比DNA更好用,因为DNA是一个遗传物质,除非有癌症等疾病,否则大多数细胞DNA的序列一辈子也不会发生变化,只能预测比如酒量多少这种宏观性的东西,但是miRNA日常都会发生变化,可以去监控你的身体状态,比如过度运动的肌肉损伤,就可以通过miRNA的检测看到。”邹瑞阳说。

 

本文转自于   财新网

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