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疾病研究是用芯片还是测序

2015-10-16 10:13  阅读(333)  评论(0)  分类:专业

这两天写一个研究方案,是用二代测序来寻找突变,该方案目的是提高临床诊断率及发表10分以上文章。有兄弟知道了,很吃惊的问我你人格分裂啦?。哈哈。这位兄弟有这个反应,其实不奇怪,因为我在讲座中是建议用芯片来筛选差异基因,不是二代测序。咦,那为什么我会出而反而呢。呵呵。再次自我批评下,讲座中可能没有表述清楚。讲座中是以肿瘤为例,肿瘤研究中不建议用二代测序。为什么呢。今天就跟大家聊聊,什么时候用芯片,什么时候用测序。

在疾病研究历史中,发现疾病相关基因,是个非常重要的步骤,因为只有找到相关基因了,也就有可能找到诊断或治疗的靶点了,诊断出来,然后治愈就有希望了。发现疾病相关基因,人类一直在寻找方法。

1、蛋白

生命活动中,最重要的是蛋白。所以分子生物学发展中,先出来的是蛋白技术。所以在疾病研究中,找疾病相关因素,先找的是蛋白。看疾病中有什么蛋白跟正常不一样。这里的不一样,量的差异是最容易的。所以,一开始疾病相关因素的寻找,是寻找表达量不同的蛋白。现在大家都知道的技术,一个是固相二维电泳做质谱。一个是液相二维电泳联合质谱。

但不同的蛋白,性质不一样,分离条件不一样。人的基因现在认为大概20000个左右,但蛋白就不止这些了。一个基因可能有多个转录本,有时一个基因编码的蛋白可以切割成两个甚至三个,比如胰岛素,呵呵。所以蛋白的保守估计超十万以上了。现在最好的差异蛋白分析技术,大家可以去了解下,看分析的量是多少。有人跟我说,最好的是5000个蛋白。呵呵。

所以,通过蛋白来寻找疾病相关基因,就存在这个缺陷,通量不够。

2、基因(表达量)

在发现蛋白是由基因编码的,基因是遗传物质后,大家就转向寻找疾病相关基因了。一样的道理,量是最容易达到的。所以,大家就开始寻找疾病中与正常相比较,哪些基因有表达差异。这个大家知道的就是芯片技术了。人的基因组计划完成好几年了。人的编码基因基本上都清楚了。所以,人的全基因组表达谱芯片上,人的基因都在。注意下,这里的基因是指蛋白编码基因。

在芯片技术一出现,疾病研究就达到长足进展。很多现在临床上治疗用药物的药靶,都是通过芯片技术找到的。

3、基因(突变)

在基因的研究中,测序技术达到了发展。特别是二代测序的发展。发展到现在,一个个体的全基因组测序,所用时间和费用大大降低,这样就给大家研究基因提供了新的技术。研究基因什么呢。呵呵。突变。这里的突变,包括点突变、缺失、扩增、移位。

聊到这里,疾病研究的历史,技术发展历程,大家知道一二了吧。1、寻找差异蛋白,可以。但通量小。2、芯片。通量高。找到的是表达差异基因。3、测序。通量高。找到的是突变的基因。(注意,测序也可以做RNA测序,看表达差异。不过,大家问问测序公司,RNA测序看表达差异,与芯片看表达差异,哪个精度高。呵呵。看看是否说实话。至于说可以找到新的基因,这里指的是非编码基因,大家先看下lncRNA的日志,再评估这个点,别被人忽悠了。)

那么回到我们的问题上,疾病研究中,寻找差异因素,是用芯片呢,还是测序呢。蛋白通量小,就不讨论了。不过大家注意,不是不重要,液相二维电泳联合质谱分析是非常厉害的技术,很重要。遇到具体的研究时,我再跟大家聊这个技术。

芯片,测序,这是个问题(生存,还是死亡,这是个问题,哈哈)。这两个技术平台都是非常好的研究手段,没有好坏之分。但对于特定的研究,就存在是否合适的问题了。

因为芯片和测序技术特点不一样,一个是检测表达差异的基因,一个是检测突变的基因。所以,在疾病研究中就要看,疾病发生,关键因素是表达差异,还是突变。

有不少人反对这句话。说,不管发病因素是什么,最终的体现,都是通过蛋白,或者说,通过效应蛋白来发挥作用。而蛋白是基因编码的。看基因表达差异,肯定没错。这个一方。

另一方说,很多疾病的发生,都是基因上有突变了,然后才导致下游基因的表达改变,最终导致临床表现,所以要找到这些突变。

双方都没有错。呵呵,盲人摸象,角度不同而已。

在疾病研究中,采用芯片还是测序寻找致病因素,要看具体疾病。如果一个疾病,跟遗传没有什么关系,那么就用芯片。如果一个疾病,跟遗传有关系,那么就用测序。当然,用芯片也没有问题。因为,突变后,要产生临床表现,肯定要经过下游基因。(单基因遗传病,由于突变造成基因功能丧失,比如血友病。这类只能用测序。另外,一些酶突变失活,导致疾病的。也是优先用测序。我这两天做讲座太多,很累,没有举具体的例子。如有人有这方面的信息,发给我,我补充到该文章中。谢谢。)

不过要注意,突变,可以作为临床检测的指标,但作为药靶的话,还很遥远。除非是突变导致过度激活,找抑制的药物。如果是突变导致失活,那么就需要补充野生型基因了。这个就是基因治疗。目前进展不是很多,有用cas9加干细胞在研究的。现在的药物,基本上都是针对表达差异的基因,特别是表达高后导致疾病的。找个分子可以抑制该基因,就是药物了。

不知道现在大家是否清楚,该用什么技术来寻找致病因素。最后说说肿瘤。

肿瘤的发生,大家可以看看前面的日志,肿瘤的传说。肿瘤其实是体细胞遗传病,必须要有突变才会导致肿瘤。所以,不少人用测序来寻找肿瘤发生的突变。呵呵。而我一直反对这样做。虽然有很多人,找到了肿瘤的相关突变,有很多高分文章。但我还是反对。

为什么呢?因为,肿瘤的一个特性就是恶性增殖,而恶性增殖会导致基因组不稳定。这个是公认的。很容易突变。在早期,起始的几个突变出现后,正常细胞变为肿瘤细胞。在后续的发展中,会有非常多的突变出现。在一个肿瘤病人组织中,同一个肿瘤,不同地方的细胞,突变可能就是不一样的。肿瘤的这个特性,就是其耐药的基础。很多靶向疗法,都出现过这种情况,第一次有效,但复发后就无效了。比如avastin这个靶向药物。原因就是,一开始,通过这个靶点,抑制了肿瘤细胞。但肿瘤细胞中,可能存在很少的细胞,这些细胞中这个靶点或靶点下游是突变的,不受这个靶点控制。在药物作用下,其他肿瘤细胞发生死亡和凋亡,这很少的细胞却能够存活,最终复发的肿瘤,该药物无效。所以靶向治疗,一定要联合其他疗法,比如化疗或放疗。大家注意,现在比较热门的CART治疗,我很赞同从免疫上来治疗肿瘤。不过,需要提醒的是,CART的靶点,也就是CAR的抗体识别的肿瘤抗原,如果有少部分肿瘤细胞存在突变,那么研究的历程跟原先靶向治疗会类似,也会出现复发耐药。呵呵。所以,我估计,CART治疗,如果出现复发无效,最终还是会联合其他疗法的。或者,多个靶点一起上,跟HIV治疗的鸡尾酒疗法一样。

空口说无凭,呵呵。到文献中找依据。2015415nature上发表文章(MAGI3–AKT3 fusion in breast canceramended.nature.2015.520.7547.),撤回了先前的一篇文章。15日的文章,我没有下到全文。但把前面的文章下载下来了。大家可以看看。(Sequence analysis of mutations and translocations across breastcancer subtypes. Nature.2012.486.7403.

2012年的这篇nature,就是通过全基因组测序,做了22个病人的测序。发现了突变基因,MAGI3-AKT3融合(7%的样本中出现)。发表了nature。而2015年的文章,发现在随后的扩大样本检测中,却未能检测到该突变类型。

呵呵。我的担心就在这里,肿瘤的突变何其多,就算发现了,证明了。但病人中比例有多少。前几天,有位兄弟跟我说,他认识的一位老师,做了60例测序,花了300多万。什么结果也没有。Sign,要是认识我,找我讨论下,只要方向正确,这些经费,少说也能发个几篇10分以上的呀。肿瘤,建议别做测序。风险太大了。就算发了文章,别人验证不出来,还是要撤稿。不过,如果您手上有几千万经费,样品也有上千份,这个是可以做的。只要突变率在大样本验证中是OK的。即使低,也是有临床意义的。

另外悄悄说一句,不知道是否有领导会看我的文章。很多有水分的文章,临床样品检测和统计,是水分最多的地方。呵呵。老外比较客观,是什么就是什么。发现前面错了,就认错。这个态度,其实是我们要学习的。而实际操作中,最重要的是如何去评估这类数据的真实性和可靠性。

 


 

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