想搞懂生理時鐘?未來透過簡單血液測試就知道

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 16 日 23:53 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

生理時鐘控制我們生活的時間和方式。許多研究人員認為,如果不是根據一般的時間而是根據患者的生理時鐘進行醫療,療程將會更安全且有效。這種概念被支持者稱為「生理時鐘醫學」(circadian medicine),證據顯示這確實能夠提高治療的有效性,不僅是處方藥,手術和放射治療都有望從中受惠。



然而 Wired 報導指出,對「生理時鐘醫學」來說,有兩大挑戰必須面對。其一,搞懂生理時鐘非常昂貴且耗時,以標準的方式來說,對象得在燈光昏暗的房間每隔 30 分鐘就收集唾液或血液來觀測褪黑激素數值,這個過程往往得耗上一天或更多時間。其次,透過了解生理時鐘分辨出哪種療法最有益,並不總是容易或實際的。

但最新研究之下,未來透過簡單的血液測試,我們就能推斷一個人的生理時鐘,以及與成千上萬現有藥物作用相關的時間表,這意味著未來我們可能知道該在哪些時間該提供什麼療法,也知道何時將它們傳遞給特定的人。

這項研究得從《美國國家科學院院刊》月刊登的論文說起。此論文中,西北大學計算生物學家 Rosemary Braun 和團隊分析了從 73 人收集的 1,116 份血液樣本,並藉此練出機器學習演算法「TimeSignature」,最終演算法也在測試實驗中,成功在採集兩個血液樣本後預測每個樣本差距在 3 小時以內的抽取時間。

這確實是很有趣的研究,雖然從技術面來說,TimeSignature 只能預估採集血液的時間,無法進一步弄清楚受試者的生理時鐘狀態,但也因這項研究,團隊能確定其中至少 41 個基因與生理時間密切相關。

最新一期的《科學轉化醫學》(Science Translational Medicine)期刊,辛辛那提兒童醫院時間生物學中心副主任 John Hogenesch 提到了領導團隊的最新研究進度。透過分析從 600 多人身上取得的數千種組織樣本,團隊最終找到了近 900 種與已知藥物機轉、代謝、活性相關的蛋白質,並組織成一個資料庫。

就像世界各國,如果我們身體的不同部位在不同時區運作,那麼了解每個人的晝夜節律狀態,藥物遞送將有望達到更好的治療精準度,對於任何希望確定最佳藥物輸送時間的人來說,這項研究都是一個福音。

科羅拉多大學波德分校(CU-Boulder)綜合生理學家 Kenneth Wright 指出,這個資料庫可以協助解決的問題是:提供治療的最佳時間是什麼?「這是企業和研究者可以運用的結果,他們可以這麼想:基於藥物目標的活動時間,我應該在某個時間點測試輸送藥物,而不是早晚各一次。」

Hogenesch 資料庫的另一個引人注目的特徵,是記錄了整個身體組織的基因表達模式。未來研究人員可以利用這些數據,將生理時鐘解構為 Wright 所稱的衛星鐘(satellite clocks)。

(首圖來源:shutterstock)