一滴血里蘊含著什麼信息?
一、一滴血里的大秘密
一個體重60kg的成年人,總共有多少血液?大約6升。那麼我們抽取一試管的血液,又抽取了多少?大約是3-5毫升。不管我們是做常規檢測,還是基因檢測,我們的健康信息都儲存在這麼一試管的血液里。那麼在一滴血里,有什麼?紅細胞,白細胞,血小板。我們做基因檢測,測的是什麼細胞?白細胞。因為白細胞有細胞核,細胞核里有DNA。成熟的紅細胞為了增加血氧的攜帶能力,把細胞核「丟掉了」;只有未發育成熟的紅細胞,才有細胞核。而血小板是我們出血之後讓血液粘稠、凝固,不再出血的物質。
如果在成年人身上發現紅細胞里有細胞核、有DNA,說明了什麼?(答:有部位發育不健全?)猜得有點靠譜了——說明肚子里的孩子發育還沒有健全。如果在女性血液中發現了含有細胞核的紅細胞,這說明這位女性有寶寶了。
那麼,在成人的細胞中,除了紅細胞、白細胞、血小板之外,還有什麼?我們還能檢測到遊離的DNA。遊離的DNA可能是誰的?首先,可能是自身的細胞凋亡後的DNA。
也有可能是寶寶通過臍帶和母體血液交換帶來的遊離DNA——做無創產前基因檢測NIFTY,測的就是這個,而不是剛才說的有細胞核的紅細胞。這裡有個專門的指標,叫「胎兒濃度」。簡單理解,指的是寶寶的遊離DNA在媽媽DNA里的比重,這個濃度在3%-8%之間。
寶寶和媽媽的DNA在血液里混在一起,如何來判斷這個DNA到底是孩子的,還是媽媽的?正好來講一下NIFTY這個技術,當年是怎麼發現的。當年研究人員偶然發現,在懷孕媽媽的血液當中竟然找到了Y染色體;後來發現懷的是個男孩。通過這個發現,原來寶寶的DNA是可以通過臍帶交換到媽媽的體內的。所以對男孩來說,胎兒濃度特別好測,只要看Y染色體有多少就可以了。女孩呢?華大基因開發出了一套演算法,能精準算出女孩在媽媽體內DNA的胎兒濃度是多少。大家有興趣可以自己了解一下。
那麼除了細胞凋亡和寶寶的之外,遊離DNA還來自哪裡?腫瘤。為什麼會有腫瘤的遊離DNA?原理是一樣的,腫瘤細胞也有生長周期,它一旦破裂,它的DNA也會在血液里出現。腫瘤的DNA和普通的DNA是有顯著差別的。普通細胞的DNA有23對染色體,其中任何一條把它打開,才是雙螺旋;雙螺旋取出其中一段,才能看到A、T、C、G,而且它們永遠是兩兩配對。而在這個層面上,動物、植物、細菌、病毒大部分都是這樣編碼的。RNA病毒可能還會有U。那麼腫瘤為什麼會顯著不同呢?
腫瘤的DNA可能是二倍體、四倍體甚至八倍體,因為體量變大,所以它對能量的需求也遠大於普通細胞。所以我們在做PET-CT的時候,其實就是把一些標識物放入我們體內,隨著腫瘤細胞吸收能量,這些標識物就會在腫瘤細胞周圍聚集,我們就能精準定位腫瘤細胞了。
此外,動植物的DNA也會以遊離DNA的形式出現在人的血液內;還有外來入侵的細菌、病毒等的遺傳物質也會在我們這滴血里體現出來。另外,蛋白質protein、小分子small molecule也是蘊含在一滴血中的重要信息。蛋白質分解出來變成氨基酸,其它的小分子還包括維生素、脂肪酸、激素、重金屬等。
現在,一滴血里到底有什麼,我們大概已經知道了;那麼什麼是「生死染」?這與這滴血又有什麼關係呢?
二、「生死染」全貫穿
說到「生、死、染」,這個「生」最直觀,就是去查寶寶的出生缺陷。在這個領域,很多人覺得現在NIFTY能查的,僅僅是新生兒的唐氏綜合征等染色體異常疾病;其實,結合百萬大數據,現在已經能夠檢測到懷孕媽媽的孕期腫瘤了。腫瘤就對應著「死」,而細菌、病毒則對應著感染,也就是「染」。 「生、死、染」指的就是這個。
那麼這滴血里查到的蛋白質、小分子又對應著什麼?這部分對應的檢測方式——質譜。另外我們還能把我們健康的細胞「存」起來。孩子出生,我們可以去存臍帶,或者去存胎盤,其意義是保存具有全能分化能力的幹細胞。
1. 生
其實,從DNA的層面完全可以貫穿「生、死、染」三個方面。「生」,除了唐氏綜合征之外,包括地貧和大量的單基因疾病也都可以檢測出來。目前對複雜基因疾病的研究還在路上。
比如地中海貧血就是一種典型的單基因疾病。它是由於一種叫「珠蛋白」的蛋白質發生突變後,無法繼續編碼,導致細胞中少了一種蛋白質,人體也就少了一種功能,紅細胞不再是飽滿的圓形,攜帶血氧能力也就變差了。目前來看,單基因病的原因是比較清晰和明確的。單基因病指的是這一類型的疾病的統稱。
目前有一項檢測叫新篩,就是新生兒遺傳疾病篩查,包括遺傳性耳聾,苯丙酮尿症。這一類的疾病新生兒在出生的時候去查,有或者沒有,就已經很清晰了,也可以隨之決定他的飲食、用藥、生活習慣等等。
2. 死
「死」這一塊,主要指的是腫瘤。目前中國發病率最高的腫瘤是什麼?男性是肺癌,女性是乳腺癌。死亡率最高的,男性和女性都是肺癌。而在美國,肺癌發病率只能屈居次席,發病率最高的,女性是乳腺癌、卵巢癌,男性是前列腺癌。都是一些激素類的腫瘤。
不同的腫瘤的致病機理不一樣,也可以分為先天的,也就是遺傳性的;還有後天的,因為環境等作用導致發生突變或感染的。肺癌是典型的由於環境刺激導致的,現在所有的證據都沒有顯示肺癌和遺傳相關。肺癌又可以分為「小細胞肺癌」和「非小細胞肺癌」, 「非小細胞肺癌」又可以分為大細胞肺癌,腺癌,鱗癌。那麼從基因的角度去看,能做什麼?小細胞癌,基本沒有什麼能做的;非小細胞癌里的鱗癌,也是基本沒有手段;在中國發病率較高的,是非小細胞癌里的腺癌和鱗癌。腺癌我們可以簡單理解為癌變「進到肉里了」,怎麼進去的?舉個例子,pm2.5。pm2.5的顆粒非常微小,小到可以滲透到肺的「肉里」。相比之下,鱗癌的常見致病原因是吸煙,煙的顆粒要比pm2.5大得多。(霧霾可能導致肺癌目前並沒有相關研究證實,只是一種猜測。)
目前,我們可以查EGFR基因來確定腺癌的病情。這個檢測也對靶向藥物的使用具有指導意義。這裡可以順便科普兩個概念:液體活檢和腫瘤早篩。先說液體活檢。如果已經是晚期腫瘤患者,可以使用液體活檢來檢測。對於晚期病人來說,抽血檢查和提取部分原發位置病變組織檢查,其相似度達到80%。因為對腫瘤晚期患者來說,他的腫瘤細胞已經破裂,在血液細胞中的存量較大,抽血已經足夠找到活的組織細胞進行檢測。而腫瘤早篩則是在沒發現腫瘤之前,早期進行檢測,去發現腫瘤細胞。但二者的技術原理是一樣的。
那麼,後天發生的腫瘤除了肺癌之外,還有什麼在中國高發的?消化道腫瘤。包括食道癌、胃癌、結直腸癌。消化道腫瘤是怎麼產生的?大部分都是食品安全、飲食習慣所導致的。例如山西有個村莊喜歡喝燙酒,長年累月的習慣導致食道受到很大的、反覆的傷害,從而導致食道癌。胃癌,也是由於類似的原因。此外,還有由外來入侵病毒感染導致的癌症,包括HPV,EBV,HBV,HTLV,HP等。另外,外界刺激也會導致腫瘤的發生。比如白血病。
再說說遺傳因素。有十幾種腫瘤是有遺傳因素的。安吉麗娜朱莉是一個典型的案例。她的母親和姨媽都是乳腺癌,她做了基因檢測發現跟乳腺癌相關的基因突變,她患病風險高於普通人。但此刻並沒有患病。她決絕地切除了乳腺。此後檢查又發現卵巢有癌前病變,又切除了卵巢。乳腺癌、卵巢癌的遺傳基因是一樣的,都跟激素分泌有關。如果是男性後代,可能有前列腺癌風險。
所以腫瘤的發病原因,非常複雜,有遺傳的因素,有後天環境影響,有生活習慣誘發,有病毒感染導致。良好的生活環境、生活習慣,至少可以減少腫瘤發生的概率。
3. 染
感染,從基因檢測的角度來講,可以做的事情很多。感染包括:細菌、病毒、寄生蟲、支原體、衣原體、其他微生物。
由不明感染源導致的發燒、感染、甚至病危,一旦精準找到是哪一個病毒、哪一個細菌導致的感染,就可以精準找到對應的武器。此前我們遇到很多不明感染,醫生會憑藉經驗使用廣譜抗菌抗生素,不行再換一種葯。這樣一來會憑空殺滅很多好的細菌,導致免疫力下降。二來,有些細菌病毒,廣譜抗生素無效,需要特定的藥物。
出現感染先查到底是哪種感染源在作祟。細菌、病毒、寄生蟲、支原體、衣原體、其他微生物,治療手段截然不同,應當有針對性地干預。這是基因檢測技術大有可為之處。
4. 質譜
質譜是什麼?質譜是一個更宏觀的維度,查的是分子層面。人體內具備什麼樣的氨基酸、維生素、激素、重金屬、脂肪酸,一查即可明明白白。之前曾流行喝果汁的事情,如果能用質譜的方式先查,體內到底缺什麼,然後用富含相應元素的果蔬補充,就會更加精準。這就從均衡營養向精準營養又邁進了一步。
在實際應用領域,質譜可以做孕期營養監測,看看孕期缺什麼、怎麼補。氨基酸、維生素、激素、重金屬、脂肪酸,通過質譜檢測,一清二楚。包括腫瘤病人的營養檢測。
5. 存
另外我們還能把我們健康的細胞「存」起來。孩子出生,我們可以去存臍帶和臍帶血,或者去存胎盤,其意義是保存具有全能分化能力的幹細胞。
三、總結
一滴血里雖然蘊含了這麼多秘密,但市場上所謂一滴血驗癌卻又誇大其詞了。以現在的檢測技術,至少要一管血。有些腫瘤項目的檢測甚至要好幾管血。
基因對於人的健康到底意味著什麼?
打個比方,人的生命方程式可以簡化為:L=ax+by+cz。x, y, z是基因相關的生、死、染,比如感染了埃博拉病毒,z變成了負無限大,那麼其他幾個再健康,生命也會歸零。我們能做的,就是在a, b, c三個變數上盡量去給生命賦能,通過我們的檢測和干預讓生、死、染中不可避免出現的負數,給生命帶來的影響達到最小。
基因科技造福人類,絕不是一句空話。嚴控外來感染,遠離出生缺陷,遠離腫瘤、讓腫瘤病人有尊嚴地帶瘤生存。再加上科學運動、精準營養,一定可以讓每個人都收穫一個健康的未來。
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