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又一成果转化落地!西湖大学施红军实验室成功开发出新型B族维生素精准检测方法
张弛 2022年05月06日
媒体联系 张弛邮箱: zhangchi@westlake.edu.cn
电话: +86-(0)571-86886861
公共事务部

澳门威尼斯人导航由西湖大学生命科学学院独立实验室负责人施红军研发的红细胞B族维生素精准质谱检测技术,近日顺利完成数千万元的Pre-A轮融资,从实验室走向了市场。

澳门威尼斯人导航这是西湖大学系列成果转化中第一家从事代谢小分子临床质谱检测的诊断机构,也在国际上首次实现了红细胞B族维生素综合代谢能力的精准质谱检测。

澳门威尼斯人导航运用这种新型检测技术,医生能够准确了解备孕女性体内的叶酸水平,进而实现精准用药。


临床医生的困惑:叶酸究竟该补多少?

B族维生素是人体不可或缺的水溶性营养元素,这种维生素的缺乏与出生缺陷、反复流产、妊娠期高血压、子痫前期等相关,其中,叶酸是B族维生素的一种。相关澳门威尼斯人导航表明,怀孕前增补叶酸能降低神经管缺陷、先天性心脏病等出生缺陷的风险。因此,增补叶酸作为预防出生缺陷的重要方法被各国专业组织写入指南。

日常生活中,叶酸广泛存在于动植物类食品中,尤其在绿叶蔬菜中含量较多。但天然叶酸极不稳定,人体真正能从食物中获得的叶酸并不多,并且人体不能自己合成叶酸,只能依赖摄入补充。根据大样本数据统计,目前建议孕前女性的摄入量是0.4-0.8mg/天。

澳门威尼斯人导航但是这个数值是否适用于所有人?遗传因素不同,饮食习惯不同,生活方式不同,都会影响每个人体内的叶酸水平。摄入相同剂量的叶酸,是否会导致有些人用药过量,而有些人补充不足?

而叶酸的快速精准检测,同样是临床上的一个“难题”。

澳门威尼斯人导航叶酸临床检测主要分为血清检测和红细胞检测两种。尽管血清检测技术比较成熟,但它主要反映的是近期叶酸摄入量,很容易受到饮食的影响,波动性较大。

澳门威尼斯人导航相对血清叶酸,红细胞叶酸反映了体内叶酸长期存储水平,被公认为更好的叶酸指标。但与游离态的血清叶酸不同,细胞内的叶酸需要经过细胞纯化和裂解,叶酸多谷氨酸态的水解,以及抗氧化保护等多个步骤,技术难点较大。

澳门威尼斯人导航此前,微生物法被临床营养学界公认为红细胞叶酸检测的金标准,但微生物法的主要缺点是检测耗时长,对无菌操作要求高,不利于推广到临床。

此外,B2、B3、B6等B族维生素辅酶的不足也可能会影响叶酸的代谢效率,想要完整评价叶酸水平及其代谢功能,得同时检测这些B族维生素在人体内的含量。


施红军的发现:用“质荷比”快速寻找叶酸

施红军


西湖大学心脏发育及再生实验室施红军“意外”接手了这个项目。

澳门威尼斯人导航施红军的研究方向是先天性心脏病致病机理,曾在澳大利亚张任谦心脏研究所(Victor Chang Cardiac Research Institute) 发育和干细胞生物学部从事博士后研究,并在澳大利亚新南威尔士大学圣文森特医学院担任兼职讲师。

澳门威尼斯人导航因为先心病的研究,施红军与很多妇产医院的医生有交流,发现不少医生都对“叶酸补充剂量”这个问题有困惑。而叶酸、烟酸之类的B族维生素,又与先心病的产生有千丝万缕的关系。

澳门威尼斯人导航“从理论上来说,我们应该可以找到更好的方法”,施红军决心着手设计实验,解决医生们当下的难题。

澳门威尼斯人导航“每一个小分子都有一个特定的质荷比,知道了质量和电荷的比重,就可以知道这是什么物质”,施红军说。研究团队创新性地将质谱检测技术运用到分离后的红细胞叶酸检测。“B族维生素在人体内有不同形态,而质谱设备可以清晰地分辨出不同形态的B族维生素的质荷比,从而精准地测量出体内含量。”

不同B组维生素辅酶小分子结构不同,理化性质也不同,在提取方法上如何做到相容是一个最大的难题。最终,他们成功开发出一种全新的红细胞B族维生素的稳定提取方法,实现在30分钟内将红细胞中B2、B3(烟酸)、B6和叶酸同步提取、同步检测。

澳门威尼斯人导航“目前,我们已经完成了来自全国各地的上万例样本的完全叶酸功能检测CFT,检测结果可溯源至WHO全血叶酸国际质控标准95/528,进一步证实了该方法的准确性。”

澳门威尼斯人导航通过样本分析,研究团队发现,中国孕妇的叶酸平均水平与美国在强制添加叶酸之前的水平(650 nmol/L左右)相当,但与他们目前的水平相去甚远(1150 nmol/L)。施红军说:“2017年出台的国民营养计划里写到,要把育龄女性的叶酸缺乏率下降到5%以下,但根据我们的检测结果显示,现在10%~30%的中国孕妇叶酸缺乏,并且叶酸缺乏率从南方,到北方,再到西部地区呈现逐渐递增趋势。”


根据施红军团队开发的红细胞叶酸质谱检测技术,统计出的我国育龄女性的叶酸水平分布现状


澳门威尼斯人导航对正在备孕的准妈妈而言,现在她们只需到医院抽一管血,就可以得到一份最可信赖的叶酸水平的检测报告,医生可以据此提供个性化的用药指导。


科学家的举一反三:先心病基因检测


目前,以叶酸检测技术为先锋的西湖维泰(杭州)诊断技术有限公司已在西湖区落地。下一步,B族维生素中的烟酸,也被施红军列入了检测开发之列。在他们过去的一项研究中发现,烟酸的缺乏也会导致包括先天性心脏病在内的多器官出生缺陷。

“目前我们的实验还停留在小鼠模型上,需要与更多医院合作,进一步验证此前的猜想。”

施红军的最终目标是围绕出生缺陷、肿瘤、心脑血管疾病、遗传代谢性疾病等复杂疾病,开发一系列创新分子诊断技术,用于个体化诊断和精准用药指导等临床服务,比如先天性心脏病的基因检测。


施红军实验室的小鼠心脏


澳门威尼斯人导航先天性心脏病发病率高达百分之一,也就是说,每100个新生儿中就有一个患有先天性心脏病。而致病原因十分复杂,目前我们只能得知其中20%的病因,剩下的80%仍是一个未解之谜。

从2018年至今,施红军团队已经发现了几组基因的同时突变会导致先天性心脏病,为先心病的多基因病因学提供了前所未有的证据。“如果这些发现可以应用到临床上,就可以为出生缺陷的预防和早期分子诊断提供有效的手段。”

施红军十分感谢那些最初提出困惑的临床医生们。“澳门威尼斯人导航,并不是为研究而研究,最终目的都是为了造福人类。”


西湖大学施红军课题组以及西湖维泰常年欢迎有识之士加盟

岗位:研发科学家、助理研究员、博士后、科研助理等多个研发岗位

澳门威尼斯人导航专业方向:生物信息学、遗传统计学、质谱检测、分子细胞生物学、发育生物学、肿瘤生物学、流行病学等。

学历:博士、硕士、学士。其中博士学位获得者需在SCI期刊上发表至少一篇第一作者论文。

申请邮箱:shihongjun@westlake.edu.cn;HR@vitodx.com




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