相比于穿刺、活检等类似组织样本，尿液是一种易于获得的液体，可用于患者的医学诊断。广泛的医学研究表明患有各种肾脏疾病患者的尿液中蛋白质浓度过高，也就是蛋白尿。检测尿蛋白生物标志物可用于诊断许多健康状况——肾脏和心血管疾病、癌症、糖尿病、感染。因此，准确和简单地测定尿中总蛋白浓度对于诊断很重要。由于尿液的复杂性，电泳或色谱分离步骤通常用于尿液的蛋白质组学研究，质谱法是发现和分析尿液中生物标志物的有力工具。



标题：The Metabolic Underpinnings of Ferroptosis.
期刊：Cell Metabolism (IF =21.567)
时间：2020.12
 

 

尿液样本的优势

       尿液样本易于获得的、无创收集和诊断目标广泛，这使得尿液分析非常适合临床（PoC）监测。一个健康人的尿液在一天中总共含有高达 150 mg的蛋白质，其中大约 20 mg是白蛋白（人血清白蛋白）。每天排出 30-300 毫克的白蛋白，称为微量白蛋白尿，是糖尿病肾病、心血管和肾脏疾病的早期敏感标志物。15–30 mg/L 白蛋白浓度是一个临界值，当反复超过该浓度时表明肾脏可能有问题。虽然尿液中的主要蛋白质之一是白蛋白，但还有数千种其他类型的蛋白质。文献报道通过使用高分辨率质谱法，能够识别健康受试者尿液中的数千种蛋白质，这些发现的蛋白质都可能成为疾病的潜在生物标志物。在文章总结的评论论文中除白蛋白外，其他蛋白质如 CD14、hh-FABP、BNP/NT-proBNP、NGAL、ORM1 是心血管疾病的潜在生物标志物。人体尿液中的另一种生物标志物 Bence Jones 蛋白 (BJP) 对多发性骨髓瘤具有重要的诊断和预后价值。在疾病早期阶段，机体尚能代偿的时候，血液受机体稳态机制的控制，疾病早期难以产生稳定的变化，而在这个过程中，尿液以各种形式收集血液在稳态机制控制下排除出的废物，其中包括很多疾病相关的变化。因此相较于目前临床检测常用的血液样本，尿液样本具有完全无创，可连续收集、更容易检测低丰度蛋白、早期发现、检测敏感、特异性强等诸多优势。

       质谱法是一种强大的分析技术，质谱是一种将化学物质电离为带电离子进而检测其质荷比的分析技术。质谱仪主要由离子源、质量分析器和检测器构成。离子源电离分析样品, 将其转换为带电离子, 常用的离子源是ESI和MALDI。目前, 为应对生物样本中复杂的蛋白质组学成分, 多通过结合不同分析器的特点, 采用多种质量分析器串接的杂合质谱仪, 如常用的Exploris 480等。蛋白质分析还可应用非质谱技术, 如基于特异亲和试剂的方法(蛋白芯片、ELISA和免疫组织化学)或者基于核酸适配体的方法, 但这些方法过度依赖于试剂的特异性, 不适用于复杂生物样本的大规模和深度分析。伴随着质谱技术的飞速发展, 基于质谱的蛋白质组学已逐渐成为后基因时代的学科焦点。质谱法与液相色谱法相结合是发现和分析来自生物流体样品的疾病生物标志物的有力工具，其中包括尿液的蛋白质组学研究，通过这种技术发现了许多尿液蛋白质组生物标志物。
 

 

尿蛋白生物标志物案例

       人尿中含有数千种蛋白质，其中一些过量蛋白与某些疾病有关，这些疾病不仅与肾脏疾病有关，而且与癌症、糖尿病和感染相关。这些可客观检测和评价，可作为正常生物学过程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示分子称为生物标志物。人类尿液中的大多数生物标志物是通过色谱法或电泳分离法与质谱法联用或免疫测定法将患者与健康个体进行比较来鉴定的。

       以下是文章中对尿蛋白生物标志物与相关疾病的文献总结：



总结
尿液是一种易于获得的液体，可用于患者的医学诊断。较于目前临床检测常用的血液样本，尿液样本具有完全无创，可连续收集、更容易检测低丰度蛋白、早期发现、检测敏感、特异性强等诸多优势。电泳和色谱法是强大的分离技术通常结合质谱法联用，具有质谱检测的高的效率液相色谱是蛋白质组学研究的强大工具。