解析蛋白质是个性化精准医疗的未来,肿瘤诊断

2019-08-16 17:36栏目:生命科学

在2017年1月5号数字生命全球招募大会上,碳云智能联合7家生态系统公司,共同发布了全新的数字化健康管理平台——觅我?,其中来自美国科罗拉多州SomaLogic公司的创始人兼主席Larry Gold,向在场观众展示了他们在蛋白质组学检测方面的专利技术及相关应用。 由于蛋白质组学分析技术异常复杂,迄今为止没有公司研发出相应的检测手段,而SomaLogic公司潜心15年,已经开发出能够量化蛋白质的突破性检测专利技术SOMAscan?,该手段同时实现了检测技术快速化、规模化和高成本效益,是目前世界上其他公司所无法比拟的,也使从学术界到商界的研究人员,都能像测量核酸一样简单地测量蛋白质。今后,SomaLogic将和碳云智能在华成立合资企业,为中国的研究与健康应用产业,提供SOMAscan?蛋白质组学检测技术,同时提供构建数字生命生态系统所需的蛋白质基础信息。以下是演讲实录:

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Larry Gold:大家好,非常荣幸今天来到这里,成为我们愿景的一部分,我会告诉大家我们做了什么,我们就是来检测蛋白质的,并以此作为了解人类身体健康的一种方式。首先大家有这样一种认知,我们每个人的生命是不同的,每个人的世界也都是不同的。科技的进步带领人类一步步加深对生命构成的理解,从组织层面到细胞层面,再到分子层面,解读生命的同时也不断改善人类健康。

“即便《我不是药神》中那款所谓‘靶向神药’的原型格列卫,患者使用5年后也会出现耐药现象。”中国工程院院士、肿瘤病因学家程书钧说,若干年来,人们希望以基因为线索“钳制”肿瘤,似乎难以长效。“看到巨大的进步,以为肿瘤要攻破了,几年后却会发现这个方法有限。”

“即便《我不是药神》中那款所谓‘靶向神药’的原型格列卫,患者使用5年后也会出现耐药现象。”中国工程院院士、肿瘤病因学家程书钧说,若干年来,人们希望以基因为线索“钳制”肿瘤,似乎难以长效。“看到巨大的进步,以为肿瘤要攻破了,几年后却会发现这个方法有限。”

作为我们研究对象的蛋白质,在人体内非常多,它们中有的浓度非常高、有的非常低。这些蛋白质反映了你实时的健康:根据你所处的环境、所食用的食物、服用的药物,血液里的蛋白2小时就会发生一些改变。但是此前为止,检测蛋白质组的方法有一个问题:由于它的高度复杂性和困难程度,以至于当前没有高效准确快速的技术来测量它。因为这必须要能够在随着时间推移,在不同疾病情况下测量人体内的蛋白质,而我们有高通量低成本的解决方式。

追踪基因到底能不能接近到肿瘤发生的“真相”?用基因检测、靶向治疗的方法,究竟有没有可能在未来“治本”?如果追踪基因绕了远路,那么有没有什么捷径呢?

追踪基因到底能不能接近到肿瘤发生的“真相”?用基因检测、靶向治疗的方法,究竟有没有可能在未来“治本”?如果追踪基因绕了远路,那么有没有什么捷径呢?

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近日,香山会议召开第645次学术会议,议题为“后基因组时代与肿瘤转化医学”。研讨肿瘤多学科治疗的新技术和可能的未来。

近日,香山会议召开第645次学术会议,议题为“后基因组时代与肿瘤转化医学”。研讨肿瘤多学科治疗的新技术和可能的未来。

SOMAmer?:蛋白质检测的核心技术

“癌变”细胞会发生基因突变,但有基因突变的细胞,并不一定发生癌变。

基因突变不一定“癌变”

在2000年的时候,我们建立了一个蛋白质组的平台,可以迅速检测蛋白质的变化,我们研发了一项技术,SOMAmer?:慢速率修饰的蛋白质适体,一种新的特定蛋白质结合剂。这种试剂可以与不同的蛋白质结合,并以此进行蛋白质的检测。我们制造出一种在生物体中并不存在的合成核酸,并折叠成独特的构型,以至于它们能够与蛋白质特殊地紧密地结合在一起。在过去的几年里,我们做了很多这样的事情,我们现在能够测量你身体中大约两万种蛋白质中的五千种,这是我们最核心的技术,我们将这样的技术放在碳云智能的觅我平台,通过共同合作为中国的用户提供检测,我们把它称之为SOMAscan?。

为了弄清楚什么导致了“癌变”,必须先摸清肿瘤细胞的基因组有什么特点,美国重大科研项目“癌症基因组图集”(The Cancer Genome Atlas,TCGA)2006年启动,预计耗资1亿美元,但几经追资,经费支出远远超出预算。对33种共1万例人肿瘤样本进行基因测序分析,最终来自16个国家的科学家们相互协作发现了近1000万个癌症相关突变。

“癌变”细胞会发生基因突变,但有基因突变的细胞,并不一定发生癌变。

17年来我们做了许多项目的研究和探索,同时做到了很好的成本控制。这是我们记录的真实数据,我们跟踪了一个人4年,通过蛋白的测量对其进行数据化。对于我们测量的这些蛋白,中心黑色部分900个蛋白从未改变,然而剩下的一些蛋白高低上下波动,人工智能就是要分析这些不同时段波动的蛋白,以及它们的变化与个体疾病状态产生的关联。这就是为什么我们和碳云共同合作,希望可以将蛋白质检测扩展到百万人群,在未来通过人工智能引擎来驱动这些大数据,做出更加定制化的产品进行个体健康管理。

金沙国际官网,“他们最终确定发现了299个癌症驱动基因。”程书钧说,但是临床上,人们却发现了“捉摸不定”的问题,同一类型肿瘤的不同人,基因突变差异很大;甚至同一患者的同一肿瘤内部的不同细胞之间,基因突变也有差异。

为了弄清楚什么导致了“癌变”,必须先摸清肿瘤细胞的基因组有什么特点,美国重大科研项目“癌症基因组图集”(The Cancer Genome Atlas,TCGA)2006年启动,预计耗资1亿美元,但几经追资,经费支出远远超出预算。对33种共1万例人肿瘤样本进行基因测序分析,最终来自16个国家的科学家们相互协作发现了近1000万个癌症相关突变。

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如果癌症驱动基因是“癌变”与否的决定性因素,又怎么能存在殊途同归呢?肿瘤基因突变学说遭遇挑战。

“他们最终确定发现了299个癌症驱动基因。”程书钧说,但是临床上,人们却发现了“捉摸不定”的问题,同一类型肿瘤的不同人,基因突变差异很大;甚至同一患者的同一肿瘤内部的不同细胞之间,基因突变也有差异。

分析理解数据需要消耗大量的时间,到目前为止,我们已经在SOMAscan?上测量了125000例的样本。与此同时我们也做了大量的研究,主要是一些样本的分析,包括组织、尿液、血液等样本,同时我们进行了多种癌症以及心脏病、变异型疾病,罕见病等疾病的相关研究。在整个研究过程中,我们发现我们和碳云的未来发展前景,包括我们数据的匹配度都非常高。

靶向抗癌药格列卫正是由于对抗染色体DNA易位所造成的细胞的“异变”才奏效,但对它的抗药性的产生,说明会出现新的变异细胞,想办法“逃”出了格列卫阻控的通道。

如果癌症驱动基因是“癌变”与否的决定性因素,又怎么能存在殊途同归呢?肿瘤基因突变学说遭遇挑战。

CVD9:预测心脏病复发风险

“如果从根源上全面认识肿瘤的发生发展和演进转归,难以在时间和空间上锁定治愈肿瘤的关键。”程书钧说。

靶向抗癌药格列卫正是由于对抗染色体DNA易位所造成的细胞的“异变”才奏效,但对它的抗药性的产生,说明会出现新的变异细胞,想办法“逃”出了格列卫阻控的通道。

这里给大家举两个例子,简单的展示一下我们的研究如何支持个性化医疗。有一篇去年发表的论文,第一撰稿人是加州旧金山学院心脏内科的Peter Ganz博士。SomaLogic和Peter博士皮特共同合作,做了一千人的小型临床试检,患者都患有不同程度的高危心血管疾病,并在美国接受的同样治疗,且疗效明显。我们进行了八年随访,随访过程当中,我们看到有相似心血管疾病的患者,第二次既发的可能性是完全不同的。一部分患者在接受治疗之后与常人无异,另一部分相对来说既发风险性比较高。因此我们研究了一种方法,从1130种蛋白质中筛选出 9种血液蛋白,帮助医生识别哪些心脏病患者具有高复发风险,从而让这些高危人群能够接受相应的治疗,获得比较好的疗效。

“目前有近百个分子靶向药物是基于基因相关的细胞癌变机制研发出来,已广泛应用于肿瘤的临床治疗。”北京大学肿瘤医院、北京市肿瘤防治研究所分子肿瘤学研究室吕有勇教授说,但这些研究结论是建立在有限的基因分析基础上。

“如果从根源上全面认识肿瘤的发生发展和演进转归,难以在时间和空间上锁定治愈肿瘤的关键。”程书钧说。

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