突破性技术:通过血液检测来预测早产风险

【字体: 时间:2019年03月18日 来源:生物通

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  每年有1500万名婴儿早产,也就是说婴儿出生时胎龄小于37周。如今,斯坦福大学的著名教授Stephen Quake等人开发出一种简单的血液检测,可预测孕妇是否有早产的风险。他创办了一家公司,欲将这项突破性技术商业化。

MIT Technology Review的2019年度十大突破技术日前已经揭晓。灵巧机器人、核能新浪潮、早产预测、肠道探测药片、定制癌症疫苗、人造肉汉堡、二氧化碳捕集器等技术纷纷上榜。

每年有1500万名婴儿早产,也就是说婴儿出生时胎龄小于37周。如今,斯坦福大学的著名教授Stephen Quake等人开发出一种简单的血液检测,可预测孕妇是否有早产的风险。他创办了一家公司,欲将这项突破性技术商业化。

近日,MIT Technology Review报道了Quake教授的这项新成果。

一项新检测

Quake教授的女儿Zoe就是一名早产的婴儿。当年,她比预产期提早一个月出生,并在保温箱中度过了她的第一个夜晚。Quake当时在加州理工学院担任生物工程师,他一直很纳闷为什么早产无法预测。

在全球范围内,超过十分之一的婴儿早产,这已成为一个严重的公共卫生问题。根据美国疾控中心的统计,2016年美国每十名婴儿中就有一名是早产的。对于马拉维这样的贫穷国家,早产率甚至达到18%。

早产并发症也是全球五岁以下儿童死亡的主要原因。早产儿可能会出现感染、视力或听力问题。在贫穷国家,明显早于预产期的婴儿往往无法存活。在富裕国家,他们能存活下来,但有时也会造成长期的影响,包括行为问题和脑瘫等神经系统疾病。同时,早产儿的护理费用高昂,给家庭造成严重负担。

如今,Zoe已经17岁了,十分健康。不过,如何预测早产,这个想法一直萦绕在Quake的脑海中。“它就像我们要爬的另一座大山,”他说。“我们从无创产前检测中获得了信心。不过,早产就像珠穆朗玛峰。”Quake目前担任美国斯坦福大学生物工程系主任。

Quake知道现在还没有诊断方法可确定哪些孕妇会过早分娩。早产可由多种因素引起,包括感染、双胞胎甚至母亲的压力。“我们会引发早产的因素一无所知,”哥伦比亚大学欧文医学中心的生殖遗传学主任Ronald Wapner谈道。

有研究表明,婴儿的遗传物质对早产有很小的贡献。于是,Quake开始聚焦婴儿的RNA。他认为,虽然这些分子很难从血液中检测到(因为它们的寿命很短),但可以提供更相关的信息,因为它们的水平会根据人体情况而上下波动。

Quake及其研究生Mira Moufarrej仔细分析了38名有早产风险的非裔美国女性的血液样本。总体上来说,非裔女性的早产率(14%)比白人女性(9%)高出50%。通过分析血液中的RNA分子,研究人员发现了七个基因,它们的变化似乎可预测哪些婴儿会过早出生。

Quake对此结果感到惊讶。“天哪,我们真的发现了一种确定早产的方法吗?”他回忆道。“我们仍在努力了解这七个基因背后的生物学机制。”目前还不清楚这些信号是来自母亲、胎盘,还是婴儿。

治疗新希望

也许正是因为鲜为人知,制药公司从未将早产视为一个颇具潜力的投资领域。实际上,“这是最常被忽视的问题之一,”盖茨基金会负责孕妇和儿童健康探索的Sindura Ganapathi说。“我们需要更多的干预措施,但我们的医疗手段很有限。”

检测也许是治疗前的第一步。了解哪些孕妇存在早产风险,这可以帮助她们做好准备,比如选择一家有新生儿重症监护室的医院,或者让妇产科医生开出黄体酮。“我们还无法确定黄体酮的作用方式以及使用效果。RNA可以帮助我们更好地了解哪些人需要服药,”Wapner说。

为此,Quake创立了一家名为Akna Dx的公司,并筹集到1000多万美元。“我们的想法是开展血液检测,并提供关键的信息,”该公司CEO及共同创始人 Maneesh Jain表示。“胎儿的胎龄是多少?孕妇是否存在早产或严重产后抑郁的风险?怀孕往往是一个黑盒子。我们希望带您了解里面正在发生什么,以便您采取行动。”

其他专家则表示,目前还需要更多证据来说明RNA能够提供信息。这是因为许多不同的因素都会导致早产,而且不清楚Quake的标志物是否适用于更广泛的人群。

“困难在于早产并非由一种因素引起,”美国国立儿童健康与人类发展研究所的主任Diana Bianchi说。感染、胎盘受损、母亲压力、双胞胎,这些因素都有可能引发早产。“在极少数情况下,Steve能够准确地区分有早产风险的妇女。不过,数字真的很小,”她表示。

Quake也认为,他的初步研究结果需要通过大型临床试验的验证,才能进一步商业化。他的团队正在确认,这些来自非裔美国女性的结果也适用于其它人群。他们正在采集1,000名孕妇的血液样本。“我们希望这能够挽救许多生命,”Quake说。(生物通 薄荷)

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