诺奖能拯救癌症早筛么？

对于癌症早筛，上月康圣环球以总代价3130万美元（折合人民币约2.2亿元）收购肿瘤早检企业基准医疗100%股权权益。2018-2023年，燃石医学分别净亏损1.78亿元、1.69亿元、4.07亿元、7.97亿元、9.71亿元和6.54亿元，合计超过30亿元；2018年至2022年，泛生子分别亏损4.65亿元、6.76亿元、30.69亿元、4.96亿元、8.11亿元，累计超过55亿元。

MicroRNA（miRNA）是小型RNA分子，在基因表达调控中起着关键作用。由于其在血液和其他体液中的稳定性，miRNA已成为早期癌症检测的有前景的生物标志物，使其成为理想的无创检测工具。详细介绍可参考以下思维导图，在此不再赘述，本文重点介绍microRNA癌症早筛产品开发。

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识别miRNA生物标志物

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近10年miRNA研究论文统计

1. Bartel, D. P. (2009). MicroRNAs: Target Recognition and Regulatory Functions. Cell, 136(2), 215–233.

2. Lewis, B. P., Burge, C. B., & Bartel, D. P. (2005). Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets. Cell, 120(1), 15–20.

3. Ambros, V. (2004). The functions of animal microRNAs. Nature, 431(7006), 350–355.

4. Lu, J., Getz, G., Miska, E. A., Alvarez-Saavedra, E., Lamb, J., Peck, D., ... & Golub, T. R. (2005). MicroRNA expression profiles classify human cancers. Nature, 435(7043), 834–838.

5. Friedman, R. C., Farh, K. K.-H., Burge, C. B., & Bartel, D. P. (2009). Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs. Genome Research, 19(1), 92–105.

6. Calin, G. A., & Croce, C. M. (2006). MicroRNA signatures in human cancers. Nature Reviews Cancer, 6(11), 857–866.

7. Mitchell, P. S., Parkin, R. K., Kroh, E. M., Fritz, B. R., Wyman, S. K., Pogosova-Agadjanyan, E. L., ... & Tewari, M. (2008). Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(30), 10513–10518.

8. Memczak, S., Jens, M., Elefsinioti, A., Torti, F., Krueger, J., Rybak, A., ... & Rajewsky, N. (2013). Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency. Nature, 495(7441), 333–338.

9. Hansen, T. B., Jensen, T. I., Clausen, B. H., Bramsen, J. B., Finsen, B., Damgaard, C. K., & Kjems, J. (2013). Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges. Nature, 495(7441), 384–388.

10. Esquela-Kerscher A, Slack FJ. Oncomirs - microRNAs with a role in cancer. Nat Rev Cancer. 2006 Apr;6(4):259-69. doi: 10.1038/nrc1840. PMID: 16557279.

研究基因研究云图

技术评估

评估当前用于miRNA检测的技术及其在试剂盒中的适用性

当前技术

• 定量逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）：qRT-PCR因其高灵敏度和特异性而著称，适用于检测各种生物样本中低丰度的miRNA。该方法包括将miRNA逆转录为cDNA，随后进行扩增和定量。由于其稳健性和定量能力，qRT-PCR被广泛采用。

• 微阵列分析：微阵列可以同时对数千种miRNA进行分析，提供miRNA表达模式的全面概览。这种高通量方法有助于发现新的miRNA生物标志物并理解其在不同癌症类型中的作用。然而，与qRT-PCR相比，其灵敏度可能较低，且成本通常较高。

• 下一代测序（NGS）：NGS在miRNA分析方面提供了无与伦比的深度，能够高精度地检测已知和新发现的miRNA，并识别miRNA变体。尽管具有上述优势，NGS成本较高且数据分析复杂，可能限制其在常规诊断试剂盒中的应用。

• 数字滴度PCR（ddPCR）：ddPCR通过将样本分割成数千个液滴，提高了miRNA定量的精确性，实现了无需标准曲线的绝对定量。其灵敏度和重复性高，但与其他方法相比，通量较低。

试剂盒适用性评估

• 灵敏度和特异性：诊断试剂盒必须能够可靠地检测低丰度的miRNA，并尽量减少假阳性。qRT-PCR和ddPCR在这方面表现出色，是临床环境中的合适选择。

• 通量和可扩展性：对于大规模筛查，微阵列和NGS提供了高通量能力。然而，对于特定癌症相关miRNA的靶向分析，qRT-PCR仍然是首选。

• 成本和可获取性：成本效益对于广泛的临床应用至关重要。qRT-PCR在成本和性能之间取得了平衡，而NGS和微阵列的高成本可能限制其在常规诊断中的应用。

• 易用性和集成性：诊断试剂盒应易于使用并能轻松集成到现有的实验室工作流程中。基于qRT-PCR的试剂盒通常较为简便实施，而NGS需要专业设备和技术。

设计试剂盒的原型

试剂盒的组成

1. 样本采集与处理： 

• 样本类型：血浆、血清或其他相关体液。

• 采集设备：标准化管子，配有防腐剂以保持miRNA的稳定性。

• RNA提取模块：高效的miRNA分离协议，确保高产量和纯度。

2. miRNA检测模块：  

• 检测方法：qRT-PCR用于靶向miRNA的定量。

• 试剂：逆转录试剂盒、特异性针对选定miRNA的SYBR Green或TaqMan探针。

• 板材及消耗品：预填充的反应板，减少污染和变异。

3. 数据分析与解读： 

• 软件集成：用户友好的数据分析软件，用于归一化和解读。

• 生物标志物Panel：预定义的miRNAPanel，关联特定癌症类型，确保准确诊断。

4. 质量控制： 

• 内部对照：加入外源性对照以监测提取和扩增效率。

• 校准标准：用于定量和确保批次间的一致性。

工作流程

1. 样本采集：使用标准化采集设备收集并稳定患者样本。

2. RNA提取：使用RNA提取模块分离miRNA，确保高纯度和高产量。

3. 逆转录与扩增：将miRNA转化为cDNA，随后使用特异性探针通过qRT-PCR进行扩增。

4. 数据分析：通过集成软件分析扩增数据，确定miRNA表达水平并生成诊断报告。

最后