吕静
不久的将来,在你去看牙医的时候,医生可能会“顺便”告诉你:你患口腔癌、乳腺癌、糖尿病,甚至老年痴呆症的风险有多少。
长期以来,科学家们一直对用唾液来进行疾病诊断饶有兴趣。近年来,这方面的研究终于获得了较大进展,人们已经弄清了唾液蛋白质的初步组成。在唾液中更多的成分被鉴定出来的同时,科学家们也在辨识唾液蛋白质的分布变化与疾病之间的关系,分析唾液中的遗传物质,以寻找可能预示疾病风险的基因。
研究已经表明,乳腺癌、糖尿病和阿尔茨海默症(老年痴呆症)等疾病在唾液中留有特异的标识物。此外,一些与心脏活动有关的蛋白质也出现在唾液中,它们在心脏病突发时水平升高。这些发现,加上唾液采集过程快速、简单、无痛的优势,可能会使唾液成为窥探人体健康的“窗口”。
目前,绝大部分医疗诊断都是通过检测血液样本来完成的,这是因为血清中包含大量蛋白质、遗传物质和其他分子。但是,抽血需要训练有素的医护人员,保存处理血液样本要有专用设备。血液化验还意味着令人害怕的针头和等待化验结果的漫长过程。
而唾液的采集非常简单:要得到样品,只需让病人将口水滴到一个小瓶里或用棉签擦拭一下牙龈即可。眼下,人们正在努力开发只需几滴口水的实时诊断仪,这种试剂盒可以在牙医诊所或急诊室使用,也可以安置在救护车上。要做到这一点,研究人员正在用他们已经发现的疾病标记物进行验证。
唾液里隐藏的信息
唾液的主要成分是水,这种液体来自位于口腔底部和脸颊两侧的三个大唾液腺,以及口腔和咽喉里的小腺体。腺体导管周围的毛细血管网过滤出蛋白质和其他化合物,与腺体产生的液体混合,便产生了唾液。
2004年,美国加州大学洛杉矶分校牙科专家王大卫领导的研究小组提出,唾液成分中包含大约2200种蛋白质构成的“唾液蛋白质组”。
唾液中三分之二的蛋白质来自唾液腺本身,起着防御作用,阻挡微生物对口腔的入侵。其他蛋白质则有消化食物、愈合伤口或控制口腔细菌种群的作用。唾液中的另一些蛋白质则来自身体的其他部位,比如肝脏、肌肉或心脏,它们是通过毛细血管网过滤而来的。虽然这些蛋白质可能对口腔不起什么作用,但研究人员能够通过拣选这些蛋白质,来查出身体内部正在出现的问题。
考虑到这一点,美国明尼苏达大学的蒂莫西·格里芬对健康人与癌症患者的唾液蛋白质有何不同进行分析。研究表明,癌症患者的唾液可能包含某些人们预想不到的蛋白质。格里芬说,蛋白质变化与特定疾病的关系可能会使它作为疾病的生物标志物。在过去三年中,他的小组一直在致力于调查口腔癌的蛋白质生物标记物,他们不仅收集已被诊断为口腔癌的病人的唾液,也从有癌前病变者的口腔里获取样本。这个研究小组发现,唾液中两种蛋白质——肌球蛋白和肌动蛋白的浓度就出现了变化。为了观察这种差异是否适用于大多数人,他们现在正在收集更多的样本。
这种早期的标志物对于像口腔癌这样的疾病是非常关键的,因为这类疾病只有一小部分病例会进一步发展,所以早期诊断和治疗非常关键。格里芬说,“医生可以根据标记物来持续观察癌前病变,看是否有转化为癌症的风险,并了解何时需要进行临床干预。”
从口腔探寻身体内部疾病
格里芬的研究也在寻找更好的唾液分析方法,以观察除口腔之外身体其他部位的变化。他和同事用一项叫做动态压缩(DRC)的技术,对患有乳腺癌妇女的唾液样本成分进行分类拣选,检查与乳腺癌有关的唾液蛋白质含量。
在研究中,格里芬小组收集了10个健康妇女和10个转移性乳腺癌妇女的唾液样本。研究人员在DRC处理的样本中确定了不同浓度的蛋白质。在这些蛋白质中,研究小组发现了一些与转移性乳腺癌有关的已知的血液生物标志物。他说:“我们知道血液中有诊断乳腺癌患者的蛋白质,但是我们想在唾液中看到这些蛋白质。”
格里芬说,这一研究的作用是通过对唾液中的蛋白质进行化验,作为检测口腔之外身体其他部位癌症的证据,这种化验将来可能会与乳房X光检查等其他诊断方法相配合,来监控那些乳腺癌高危妇女。
另一方面,基于唾液的检测也可能会成为老年痴呆症的筛查工具。去年,西班牙马德里神经退行性疾病生物医学研究中心的科学家发现,老年痴呆症病人唾液中的一种已知蛋白质水平的增加与其形成毒害大脑的斑块相关,这种蛋白质可能有助于该病的早期诊断,而在此基础上对老年痴呆症进行早期治疗更为有效。
王大卫的实验室正在对已发现的蛋白质进行探索,试图研究出唾液中还有什么成分可以用于疾病诊断。在最近几年中,该小组已经研究了唾液中的一些各不相同的遗传物质mRNA,通过考察这些带有蛋白质合成蓝图的材料,科学家希望能够确定什么时候、在哪里,不同类型的细胞基因会开启或关闭,然后将这一信息与疾病联系在一起。到目前为止,研究结果已经显示了胰腺癌、乳腺癌以及口腔癌和干燥综合征的mRNA标志物。
王大卫表示:“并不是每一种疾病都通过蛋白质反映出来的,也不是每种疾病总是在RNA遗传物质上有异常。如果你想探寻疾病的生物标志物,搜索的目标越多,你找到有意义指标的可能性也越大。”
开发唾液检测设备
由于目前研究的疾病标识物众多,科学家们正在致力于开发检测和分析唾液分子的仪器。
王大卫的研究小组已经设计了一个能够在几分钟内同时检测蛋白质和遗传物质mRNA含量的桌面系统。在临床试验中,这一设备成功地检测出一种与许多肿瘤生长有关的蛋白质——白细胞介素8,也检测出携带该蛋白质的mRNA。这一研究比较了28名口腔癌患者与28名健康人的唾液样本。科学家正确地识别出口腔癌患者的两种生物标志物水平比健康人高出90%。
王大卫说,未来的牙医诊所可能会配备上这种诊断设备,使牙医成为基本保健体系的一部分。当病人走进牙医诊所,除了能清洁牙齿或调整假牙,还可以无需针刺验血或尴尬地用尿杯验尿,就能轻松地对诸如骨质疏松症和癌症等疾病的风险做出评估。
其他研究小组也正在开发便携式的唾液检测设备。美国休斯敦莱斯大学的化学家约翰·麦克德维特研制出一种设备,可以装在救护车上分析唾液样本,就像程序员为一部iPhone开发应用程序一样。麦克德维特小组可以针对个人的健康状况定制个人化验卡,每张卡会根据情况寻找多种相关的生物标志物。
这种分析仪用电池供电,很轻,重量不到5公斤,使用起来就像银行的自动取款机一样,只需将化验卡插进去,设备就会读取信息。每张卡都包含一系列排满的微型探测珠,可以收集人们关心的生物标志物。
麦克德维特和同事利用这一装置分析唾液样本,来研究胸痛病人是否是心脏病发作。他们将从牙龈样本上得到的一滴口水放到相应的化验卡上,插入分析仪。如果唾液样本中包含有肌钙蛋白T(这是心脏病发作的一种典型蛋白),检测珠就会释放出一种荧光色,分析仪捕捉到检测珠上的这种发光颜色,便指示出病人确实正在经历一次心脏病发作。
麦克德维特说,他希望这种唾液化验能比传统方法更加快速、准确地检测出心脏病发作。在每年成百万因为胸痛而进入急诊室的病人中,只有半数用心电图被及时诊断为心脏病发作,其他人还需要接受额外的检查,这些检查少则90分钟,多则需要几个小时,病人因此而延误了最佳的治疗时机。而一旦有了唾液检测仪,医生在几分钟之内就能做出诊断。
实现更广泛的应用
芝加哥一家叫做“强力诊断”的生物技术公司目前已经开始生产麦克德维特设计的仪器,在未来的几个月内将会提供给临床应用。
利用生物检测仪等设备进行唾液化验以诊断多种疾病,这一设想在临床上最早可能会在两到三年内实现。口腔疾病和牙龈疾病的化验诊断可能会最先出现,而像胰腺癌、乳腺癌和突发性心脏病的广泛筛查可能会在五年内变成现实。
麦克德维特说,这些来自不同实验室的研究进展和结果奠定了疾病诊断、治疗方法的显著改变,这使得医生从被动医治,转为主动的预防医学。比如,作为心脏病突发临床试验的一部分,他的小组正在收集与未来心脏病突发风险有关的蛋白质变化信息。他指出,目前的诊断方法不能够简便地测出心脏病的早期阶段,所以,这些研究结果使利用唾液生物标记物进行早期诊断成为可能,可以在疾病发作之前的数月或数年检测到健康风险。
今年10月25日发表在《美国心脏病学》杂志上的一项研究显示,控制心脏病患者血液中蛋白质NT-proBNP的水平,能够降低心律失常、中风和心脏病发作的风险。NT-proBNP是一种已知的心脏疼痛的标志物,现在已经可以在唾液中检测到这种蛋白质。因为唾液化验简便且价格低廉,有朝一日临床医生可能会用这种技术来监测病人。
但是,在广泛应用之前,要先经过严格测试,来证明唾液中生物标志物的可靠性。这是需要由成千上万患者参与的大规模的临床试验。这样的临床试验已经评测出口腔癌、突发性心脏病和干燥综合征等疾病的生物标志物。更多的这种临床试验还有待逐步展开。
科学上的证据似乎并不是让唾液化验成为临床现实过程中所面临的唯一的挑战。假如科学家们不能处理好“口水”的社会学特征,这些被研究、开发的技术也许依然会成为过眼烟云。因为,在世界上大多数的社会文化中,“口水”似乎并不是一种受人尊敬的体液。医学家们希望,以唾液为基础的检测,将会帮助人们看到“口水”的真正价值。