在疾病的發(fā)生和發(fā)展過程中，血液中的分子組成經(jīng)常發(fā)生變化，因此檢測血液成分可能為快速診斷提供了一條途徑。

迄今為止，檢測血液成分的挑戰(zhàn)是，某種疾病的信息分子濃度可能非常低，而可能相關(guān)的不同分子數(shù)量卻非常高。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，由慕尼黑大學(xué)（LMU）和馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所（MPQ）組成的一支科研團(tuán)隊，通過研究一個人的血液成分在數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月內(nèi)的基線穩(wěn)定性，來判斷疾病的發(fā)生。

據(jù)《自然-通訊》（Nature Communications）報道，該項目通過傅立葉變換紅外光譜（FTIR）從血液樣本中創(chuàng)建了紅外分子指紋（infrared molecular fingerprints，IMFs），并研究了光譜數(shù)據(jù)是否隨時間的正常推移而變化。

如果光譜數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定，那么它就可以成為個體患者的合適生物標(biāo)志物，并可以有意義地檢測出由疾病引起的任何細(xì)微變化。

該項目在其發(fā)表的論文中指出：“首先，我們測試能否從大量液體血清和血漿樣本中直接獲得可重復(fù)的紅外光譜指紋，并確定志愿者個體的自然生物變異范圍。其次，我們定量地將任何給定個體的紅外分子指紋隨時間的變化與不同個體之間的變化程度聯(lián)系起來。”

該科研團(tuán)隊獲得了波長為3至10微米的傅立葉變換紅外光譜。在這個光譜區(qū)域內(nèi)，生物分子的分子指紋是眾所周知的，但水的吸收性很強。所以，去除參考的水分子光譜，就可以清晰地記錄血液的中紅外指紋。

該科研團(tuán)隊使用來自31個人的血液生成數(shù)據(jù)，這些個體在7周的時間內(nèi)被取樣了13次，6個月后再次取樣。測量直接在液體血清和血漿樣品上進(jìn)行。

從血液中創(chuàng)建紅外分子指紋

健康監(jiān)測與預(yù)防醫(yī)學(xué)

研究結(jié)果表明，紅外分子指紋可以用于正確識別血液樣本來自的個體患者，此后準(zhǔn)確率約為80%。該科研團(tuán)隊將其描述為“非常穩(wěn)定”，因為在此期間，大多數(shù)人的正常生活方式存在自然變化，這種變化很可能反映在血液中。

該研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人米哈埃拉·伊格曼說：“這項新發(fā)現(xiàn)的基于血液紅外分子指紋的時間穩(wěn)定性為未來微創(chuàng)紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，有望成為未來健康監(jiān)測的可靠方法。”

這一研究結(jié)果也證明了紅外分子指紋可以在血液樣本中以節(jié)約時間和具有成本效益的方式進(jìn)行可靠地直接檢測，作為最終臨床適用性的指標(biāo)。

米哈埃拉·伊格曼評論說：“在這種情況下，關(guān)鍵在于分析應(yīng)足夠靈敏、足夠廣泛，以涵蓋各種可能的分子或分子類型，從而能夠在早期監(jiān)測個人健康并發(fā)現(xiàn)疾病。”

“除了在健康監(jiān)測和預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用外，系統(tǒng)生物學(xué)（Systems biology）也可從這種方法中受益。”

注：系統(tǒng)生物學(xué)是一個使用整體論（而非還原論）的方式，整合不同學(xué)科、層次的信息，以研究、分析、理解（即多組學(xué)整合分析）生物系統(tǒng)如何行使功能的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)生物學(xué)通過研究各個生物系統(tǒng)內(nèi)部所有組成成分間，各分子層面上的相互關(guān)系和相互作用，期望最終能夠建立整個系統(tǒng)的可理解模型，以及為有機(jī)體繪制完整圖譜。

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