现代医学面临的最大挑战之一是诊断。这在癌症领域尤为重要，因为早期发现可以显著提高生存几率。
当具备设备齐全的实验室和可靠技术时，诊断本已相当困难。但在连冷藏等基础设施都可能缺乏的发展中国家，情况又会如何？
答案其实一目了然，且令人震惊。平均而言， 70%的人 在发展中国家直到疾病晚期才被确诊，而此时治疗已不再有效。因此，国际上正大力推动研发简单且准确的诊断技术。
早期癌症诊断方面的大量研究都聚焦于 生物标志物。这些标志物可以是分子、细胞或其他可测量的生物特征，可作为客观检测疾病的手段。生物标志物尤其有用，因为它们不依赖患者自身感受到的症状，而这些症状可能模糊不清，或要等到疾病显著进展后才会出现。
糖蛋白
在癌症（事实上还有许多其他疾病）的检测中，一类有用的生物标志物是 糖蛋白。这些分子是与一个或多个碳水化合物链（糖）结合的蛋白质。它们存在于全身各处，如血液、黏液、唾液，甚至精液中，并且可以作为疾病的信号。如果开发出合适的检测设备，那么仅凭一份简单样本（例如血液或尿液），便可能足以在癌症早期阶段将其检出。
关键在于，糖蛋白的生物学功能取决于其化学结构。而对疾病诊断更为重要的是，糖蛋白的化学结构可能因疾病而改变。这使其成为精准检测特定疾病的理想靶点。
尽管前景可期，目前利用糖蛋白诊断癌症仍存在两大难题。第一个难题在于技术。现有方法依赖抗体来检测 糖蛋白。抗体是由免疫系统产生的大型蛋白质。它们可以被制备用于检测设备，但这颇具挑战。它们通常还需要冷藏保存，而且很容易被紫外线降解。
第二个难题在于准确性。现有检测方法基于这样一个事实：许多癌症患者体内的糖蛋白水平较高。然而，这些方法没有考虑到部分健康人群自然就可能拥有较高水平的某些糖蛋白。部分癌症患者的糖蛋白水平也可能异常偏低。因此，利用抗体检测糖蛋白水平可能导致大量假阳性和假阴性结果。这既会给患者带来困扰，也可能在健康人被转入进一步检查或接受不必要治疗时浪费关键资源。
若要使早期癌症诊断在全球范围内普及，我们就需要易于运输和储存的新技术，同时在准确性方面也需取得实质性进展。
伯明翰大学的研究人员 已 提出了一些巧妙的化学方法，可能同时解决这两个问题。该团队另辟蹊径，并非仅仅检测糖蛋白的含量，而是开发出一种能够针对特定疾病识别特定糖蛋白的方法。他们通过同时检测糖蛋白的形状及其独特的化学指纹来实现这一点。
锁与钥匙
该方法的原理是：选取一种疾病生物标志物（本例中为与前列腺癌相关的糖蛋白），并对其本质上进行“取模”。前列腺癌糖蛋白被固定在表面上，检测分子围绕其组装。当糖蛋白被移除后，便留下一个完美的化学“模具”。研究团队实际上制作了一把“锁”，而唯一能与之匹配的“钥匙”就是这种特定的前列腺癌糖蛋白。其他糖蛋白或许大小相近，但它们无法与锁内高度特异的分子结合。
这项新研究可能为快速、准确的癌症诊断铺平道路。尤其令人振奋的是，该方法不依赖抗体。这意味着无需特殊的储存条件，这可能会对发展中国家的早期癌症诊断产生重大影响。
这项工作的另一亮点在于其用于诊断其他疾病的潜力。该团队所用的前列腺癌糖蛋白仅是一个模板。理论上，他们应当能够利用任何糖蛋白制造检测设备。这意味着该技术可根据所要检测的疾病进行调整，不仅适用于癌症，还可用于免疫缺陷、神经退行性疾病和心血管疾病。
本文最初发表于 The Conversation。请阅读 原文。刊登本文并不代表世界经济论坛认同其中观点。
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作者： Zoe Schnepp 是化学研究员，任职于 伯明翰大学。
图片：一名研究人员正在提取蛋白质样本。REUTERS/Francois Lenoir。
