约翰霍普金斯医学院:新方法可筛查所有儿童I型糖尿病

时间: 2017-09-14 11:05:58浏览(287)评论(0)点赞(0)收藏(0)

              日期:  2017年9月13日

       文章来源:  约翰霍普金斯医学院

研究论文简讯:  提呈胰腺蛋白质的新方法增加了I型糖尿病检测的灵敏度

ZnT8

图片来源:Dr. Dax Fu


约翰霍普金斯大学医学院、斯坦福大学和佛罗里达大学的研究人员报告了一种新型抗体检测技术,有望提高儿童I型糖尿病诊断测试的准确度,并使人群筛查切实可行。

研究论文于9月5日发表在PNAS中,科学家们表示,该技术能够比目前的检测方法筛查更多的涉及I型糖尿病的自身免疫性抗体,而传统方法是通过掺入全长胰腺蛋白,胰腺锌转运体ZnT8,在患者中靶向自身免疫性攻击。通过提高此检测的准确度,研究人员希望能够更早地发现该疾病,并将测试用于所有人。I型糖尿病一般称为青少年糖尿病,患者的胰腺不产生胰岛素,这是一种相对罕见的疾病。它占美国所有糖尿病病例的约5%。

“虽然目前的检测方法在儿童和年轻人血糖失控之前检测抗体的时间准确率高达94%,但是准确度还不足以使人们用于全人口的筛查,因此目前的抗体测试仅限于在症状性儿童的成人的确认诊断。约翰·霍普金斯大学医学院生理学副教授Dax Fu博士说:“提高测试准确度将有助于将无症状I型糖尿病的筛查扩大到普通人群。在I型糖尿病临床发病时,大多数儿童和青少年发生昏厥、疲惫、呕吐和思维混乱等症状。此时,大多数胰腺β细胞可能已经丢失了。Fu说:“症状前诊断将给开始预防性治疗带来好处。

Fu解释说,ZnT8长期以来一直被认为是I型糖尿病的主要生物标志物,但到目前为止,由于在从胰腺细胞中分离时就会失去原有形状,因此将整个蛋白质有效地并入检测非常困难,这使其无法被抗体识别。新技术通过首先将蛋白质插入仿生膜中(类似于其在细胞中的天然环境,并将其重新形成其天然形状)来解决问题。

为了创建这种结构,研究团队需要生产大量的ZnT8蛋白,他们通过将一种质粒(一种短序列的DNA,编码ZnT8基因)插入实验室源自人类胚胎肾细胞生产蛋白质。然后研究人员从细胞中分离蛋白质并将其插入仿生膜中。

在高灵敏度测定中,研究人员随后测试了用于检测自身免疫抗体(识别ZnT8)的蛋白结构的功效,这种高灵敏度测定被称纳米结构等离子体近红外荧光增强pGOLD平台,由斯坦福大学Hongjie Dai博士领导的小组开发。该小组使用该测试评估了307例人血液样本,138例来自I型糖尿病患者,169例来自健康个体。测试正确地鉴别出76%I型糖尿病患者的样品,并准确鉴别出97%无疾病患者,使其成为迄今为止ZnT8自身抗体的最佳检测方法之一。斯坦福大学博士后,本文第一作者郝万博士说:“基于pGOLD的测定法显示出优异的灵敏度和高通量能力,与现有临床测试相比,样本要求低得多。

测试成功的原因是蛋白质的结构和取向。“与其他仅使用部分ZnT8的测试不同,使用脂质膜在测定中将蛋白质稳定保持,使我们不仅可以呈现蛋白质的天然形态,而且可以控制蛋白质的取向。约翰霍普金斯大学医学院研究员,该论文的第一作者Chengfeng Merriman博士说。这种结构允许研究人员将蛋白质的所有侧面暴露于患者血液中的自身免疫抗体。这使得抗体可以与蛋白质连接的位点最大化,如果存在,则指示出存在I型糖尿病。

傅希望这项新技术最终将结合当前的测试,在整个人群中开始实施I型糖尿病测试达到99%的准确度。然而,在临床应用之前需要进一步的改进性设计。

根据美国国家卫生研究院(NIH)的报告,约有2910万人患有糖尿病,美国约有18,000名儿童被诊断患有I型糖尿病,诊断年龄在14岁左右。胰岛素注射、胰岛素泵和恒定血糖检测可以控制该疾病。

然而,根据NIH,儿童I型糖尿病诊断率每年上升1.8%。这项研究开发的技术有一天可以帮助临床医生在症状发生(如体重突降,极度饥饿,视力模糊以及并发症如高血糖症,酮症酸中毒和神经损伤等症状)之前进行更早的治疗。


编译:高嘉强


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