李钊迪：生物标志物在疾病诊断中的应用

引言:在浩瀚的医学星空中，生物标志物犹如一颗颗璀璨的星辰，引领着疾病诊断、治疗监测及预防筛查的新方向。随着分子生物学、基因组学及免疫学等技术的飞速发展，生物标志物的研究与应用正逐步成为检验科乃至整个医学领域的新宠儿。它们广泛存在于生物体内，通过检测这些指标的变化，可以揭示疾病的发生、发展及转归过程。本文将深入探讨生物标志物在疾病诊断中的应用，分析其种类、作用机制、具体案例以及面临的挑战与未来前景。

一、生物标志物的定义与分类

生物标志物（Biomarker）是指可以客观测量和评估的生理、生化或分子指标，能够反映正常生理过程、病理过程或对治疗干预的反应。根据其在生物体内的存在形式和功能，生物标志物可分为多种类型，包括蛋白质、核酸、代谢物、细胞表面标志物等。

1.蛋白质生物标志物：如前列腺特异性抗原（PSA）在前列腺癌诊断中的应用，以及阿尔茨海默病中的YWHAG蛋白。

2.核酸类生物标志物：如DNA和RNA，特别是基因突变如BRCA1/2在乳腺癌和卵巢癌中的诊断意义。

3.代谢物生物标志物：如血糖水平在糖尿病诊断中的重要性，以及血液中胆固醇、甘油三酯等脂质代谢物与心血管疾病的关系。

4.细胞表面标志物：如白血病细胞表面表达的特定抗原，用于血液系统疾病的诊断。

二、生物标志物在疾病诊断中的作用机制

生物标志物在疾病诊断中的作用机制多种多样，但核心在于它们能够反映疾病状态下生物体内特定分子或生理指标的变化。这些变化可以是量的增加或减少，也可以是结构或功能的异常。通过检测这些变化，医生可以更早、更准确地诊断疾病。

1.早期诊断：许多疾病在出现明显症状之前，生物标志物就已经发生了变化。例如，前列腺癌特异性抗原（PSA）的升高可能提示前列腺癌的存在，尽管其特异性有待提高。

2.提高诊断准确性：传统的诊断方法可能存在主观性和不确定性，而生物标志物的检测通常基于客观的实验室数据，能够减少诊断误差。

3.个性化诊断：每个人的基因、生理状态和对疾病的反应都有所不同。通过检测个体特有的生物标志物，可以为患者制定更加精准的治疗方案。

三、生物标志物在疾病诊断中的具体案例

1.胃癌早期诊断

胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤，其早期诊断对于提高治愈率至关重要。然而，早期胃癌无明显症状，难以发现和引起重视。近年来，研究人员通过蛋白质组学方法，筛选出了一系列可用于胃癌早期诊断的非侵入性生物标志物。例如，一项发表在《British Journal Of Cancer》的研究表明，uTFF1、uADAM12与幽门螺杆菌（H. pylori）抗体联合检测，可以显著提高胃癌早期诊断的准确性。这一组合生物标志物不仅适用于大规模筛查，还具有性别特异性，对男性和女性患者均表现出良好的诊断效能。

2.阿尔茨海默病早期诊断

阿尔茨海默病是一种起病隐匿、呈进行性发展的神经退行性疾病。传统诊断方法依赖于患者的临床表现和影像学检查，但往往在中晚期才能确诊。近年来，中国科学家发现了一种新的生物标志物YWHAG，它在识别生物学定义的阿尔茨海默病和临床诊断的阿尔茨海默病痴呆时表现出色，准确度分别高达96.9%和85.7%。这一发现不仅突破了传统诊断标志物的局限性，还显著提高了诊断的准确度。此外，YWHAG不仅在脑脊液中表现出优异的诊断性能，还有望在血液检测中展现出同样的诊断潜力，为阿尔茨海默病的早期诊断提供便捷、非侵入性的方法。

3.肺癌免疫治疗反应预测

肺癌特别是非小细胞肺癌的治疗已经取得了显著进展，但患者对免疫疗法的反应差异很大。免疫组织化学的PD-L1蛋白表达作为免疫治疗反应的主要预测性生物标志物，其灵敏度和特异性均不是最佳。因此，研究人员正在探索更可靠的生物标志物，如肿瘤突变负荷、T细胞受体克隆性、基因特征以及一些血浆生物标志物。这些生物标志物有助于更好地选择那些更有可能对免疫治疗有反应的患者，从而提高治疗效果。

四、生物标志物在疾病诊断中面临的挑战与未来前景

尽管生物标志物在疾病诊断中展现出巨大的潜力，但其应用仍面临诸多挑战。

1.特异性和敏感性：目前一些生物标志物的特异性和敏感性仍有待提高，以确保诊断结果的准确性。

2.检测方法：生物标志物的检测方法需要更加简便、快捷和经济，以适应临床大规模筛查的需求。

3.标准化和规范化：缺乏统一的生物标志物检测标准和操作流程，可能导致结果的可重复性和可比性受到影响。

然而，随着技术的不断进步和研究的深入，生物标志物在疾病诊断中的应用前景广阔。一方面，高通量测序、质谱分析等新技术的发展为生物标志物的发现提供了强有力的工具；另一方面，大数据和人工智能技术的应用也为生物标志物的分析和解读提供了新的思路和方法。这些技术的融合与创新将推动生物标志物研究向更高层次发展，为疾病的早期发现、准确诊断和个性化治疗提供更加有力的支持。

五、结语

生物标志物作为未来医学诊断的重要工具，正逐步改变着疾病诊断的方式和效率。通过不断探索和应用这些神奇的“分子信使”，我们可以更加精准地诊断疾病、评估预后、监测治疗反应并推动药物研发与个体化治疗的发展。相信在不久的将来，生物标志物将成为医学领域不可或缺的重要组成部分，为人类的健康事业贡献更大的力量。同时，患者也应正确认识生物标志物的检测意义，积极配合医生的诊断和治疗，共同守护生命健康。（郏县人民医院 检验科 李钊迪）

来源：大河报健康科普 编辑：郭莉培