北京理工大学生命学院在糖尿病致病机理方面的研究取得新进展，研究人员将人体内最为常见血清白蛋白作为研究对象，抓住蛋白质内不同肽段对葡萄糖敏感程度的差异，建立对照模型，构建了全新糖尿病早期诊断策略，使得“一滴血”可以实时预警糖尿病。

基于该研究成果，由生命学院邓玉林教授、徐伟教授和张玫博士撰写的研究论文《A New Strategy for Early Diagnosis of Type 2 Diabetes by Standard-Free, Label-Free LC-MS/MS Quantification of Glycated Peptides（2型糖尿病无标定、无标记定量糖基化肽高效液相色谱质谱早期诊断新策略）》已被糖尿病研究领域的顶级期刊《Diabetes》接收并发表，该论文是邓玉林教授主持的国家自然科学基金重大项目的研究成果之一，并得到了学术界的广泛认可。

《Diabetes》是医学行业，“内分泌学与代谢”子行业中的权威期刊（2013年影响因子为7.895)，按照中科院分区标准，属于医学类1区文章。该期刊主要收录关于糖尿病发病机理及病理诊断方面的原创性文章，投稿并被收录及发表的难度很大。（文章链接）

糖尿病作为人类的重要顽疾之一，世界卫生组织2011年的报告指出全世界有3.46亿人患有糖尿病，而中国是世界上糖尿病患病人数最多的国家。最新流调资料显示，中国糖尿病患病率高达11.6%，糖尿病前期高达50.1%。随着国民生活水平的提高，肥胖和老龄人口不断增加，糖尿病患病人数还将上升，糖尿病防控形势变得异常严峻。

目前，1、2型糖尿病尚不能完全治愈，糖尿病相关的医疗开支数目巨大，因此，糖尿病的早期诊断及治疗就显得尤为重要了。特别是在糖尿病患病前期，人体出现糖耐量低点时期，如果能够早发现早控制，则将大大降低糖尿病的发病几率。但是，当前通行的糖尿病检测方法，还无法做到实时、动态监测人体血糖控制能力变化。

临床上，糖尿病早期诊断将糖基化血红蛋白（HbA1c）作为判断个体血糖控制状态最有价值的“精指标”。HbA1c是葡萄糖与血红蛋白发生的非选择性、非酶促交联反应的产物，因此，临床常规的检测是利用同位素标记，定量比较标准血清和测试血清中HbA1c的含量来反应测试者对血糖变化的控制能力及是否存在患病风险。

但是，人体血糖浓度会因个人的进食及活动情况发生波动，因此，葡萄糖与蛋白质的交联反应也是一个动态变化的过程，HbA1c存在被代谢水解的情况，因此常规的检测只能用来测定近三个月的血糖变化总体情况，由此作为对患者糖尿病的判断依据，但是所得到的数据结果由于时间的滞后性，不能反应人体血糖控制能力的实时动态情况，因此在糖尿病的提前预警方面有明显不足。

围绕人体血糖控制能力动态监测这一关键问题，北理工生命学院邓玉林教授研究团队，大胆创新，采取全新的检测思路，通过大量的临床血清样本实验，提出了无需标定、无需标记的2型糖尿病早期诊断新策略。

首先，该项新研究策略，在生物标志物的选择上，大胆“逆袭”，舍弃常用的功能蛋白作为标志物，转而选择人体丰度最高的蛋白质——血清白蛋白，作为标志物。该蛋白的高丰度和较长的半衰期，提升了检测标志物的稳定性，更容易检测到蛋白与糖的交联反应。

其次，最为重要的突破是，检测思路的全面“颠覆”，抛弃了对蛋白浓度的直接测定，而将关注点聚焦在蛋白酶切后的肽段上，让更加“微观”的肽段来表达自己与糖之间的“爱恨情仇”。经过酶切后的蛋白肽段对于葡萄糖喜好可谓是各有不同，有的对糖十分敏感，很容易与葡萄糖发生交联反应；而有的对葡萄糖不敏感，与葡萄糖的交联反应“冷若冰霜”。因此，肽段与糖交联的差异，就成为了研究人员眼中的“宝贝”，通过比较这两类不同肽段的浓度，便可得知血清中葡萄糖与蛋白质的反应情况，从而可以对人体血糖控制能力进行判别及诊断。

图：利用临床血清样本进行实验而得出诊断策略的流程图

在具体的实验研究中，生命学院的师生们首先以标准人血清白蛋白与葡萄糖建立体外模拟糖基化模型，酶切后通过18O标记的方法，经高效液相色谱质谱（LC-MS/MS）定量检测后分别筛选出葡萄糖敏感肽段和葡萄糖不敏感肽段。葡萄糖敏感肽段即为初步筛选出的候选生物标志物，而葡萄糖不敏感肽段因不易被葡萄糖修饰，可在下一步的血浆样本验证中被用作“内标”肽段，用以衡量其它葡萄糖敏感肽段的变化程度，从而进一步筛选出有望作为糖尿病早期诊断的生物标志物。

经过大量临床样本实验的验证，研究人员发现并筛选出了三种葡萄糖敏感肽即FKDLGEENFK, LDELRDEGK和KVPQVSTPTLVEVSR，这三种肽在反应稳定性等方面具有优势，可作为候选的生物标志物，用于糖尿病的早期诊断（1型、2型均可）。

特别值得指出的是，采取血清白蛋白葡萄糖敏感肽检测方式，能够实时检测出人体血糖控制能力，可以便捷确诊糖尿病病症。更为重要的是，葡萄糖敏感肽在糖尿病患病前期的糖耐量低点时期也有相应变化，因此及时为糖尿病患病高危人群提供“预警”，帮助其及时调整饮食等因素，在一定程度上避免糖尿病的发生。另外，此项检测仅需要2微升人体血液即可，也具有极高的应用推广前景。

图：葡萄糖敏感肽和葡萄糖不敏感肽在不同葡萄糖浓度和不同潜伏期下的对比图

糖尿病作为人类三大慢性病之一，准确的诊断和有效的治疗可降低糖尿病所致的社会经济负担，改善国民健康水平。做好糖尿病诊断课题的研究，对中国糖尿病防治的开展有着基础性保障与推动作用。虽然，北理工生命学院的该项研究成果还处于实验室研究阶段，尚未运用于临床。但是，这一研究策略的提出为糖尿病的临床检测提供了新思路，这一策略除了在糖尿病的早期诊断方面可以发挥积极作用，也对其他人类疾病及功能障碍的检测和治疗带来了新启发。

目前，生命学院邓玉林教授研究团队正致力于将该策略运用到人类衰老相关研究中中，期待能够在生物医学研究领域取得更多成果。

徐伟教授简介：

北京理工大学生命学院教授，博士生导师，Email：weixu@bit.edu.cn

研究方向：

1、小型化质谱仪器、高性能大型生物质谱仪器的研发与应用；
2、交叉学科仿真与基础理论研究（流体力学，电磁学，分子动力学等）；
3、生物、化学分析应用与方法学研究（代谢组学，航天，环境、食品安全等）；

学术成果：

徐伟教授近些年来一直从事生物化学分析测量仪器尤其是质谱仪器的研发与应用工作。在离子阱质谱仪的基础理论研究、交叉学科（流体力学、电磁学）大规模并行离子轨迹仿真、小型化质谱仪的研制、高性能大型生物质谱仪的研发等领域进行了深入的研究，并面向应用，着重将质谱仪器的研究与航天、生物医疗等领域的应用紧密结合。

主要研究成果包括：通过理论研究与实验，实现了高气压、傅立叶变换离子阱质谱仪，将离子阱的工作气压提高了～50倍，为新型、高性能离子阱质谱仪的工作原理提供了理论与实验基础；针对量子计算、高通量生物化学分析等需求，提出了新型离子阱结构，并成功实现了世界上首个大规模、低成本3维离子阱阵列。目前（2012）已获一项国际发明专利授权，一项临时国际发明专利（Provisional patent）；发表国际期刊论文20篇（SCI）。受邀大会报告9项，其它会议论文16篇。入选第七批千人计划（青年）。入选北京理工大学杰出中青年教师（2011）

（本文信息来源：北京理工大学网站，经e科网编辑整理）

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