神探破案好帮手，精准医学好工具

《白夜追凶》、《法证先锋》、《偷天换日》、《七宗罪》等经典刑侦影视作品一直受到观众青睐，近几年警校招生也变得非常火爆。我们感觉刑警出场似乎就能自带光环，看一眼现场，就能自动脑补无数的可能。说到刑侦，就不能不提到被誉为“华人之光”的李昌钰博士，他现任美国纽黑文大学终身教授，同时协助该大学设立了“李昌钰法医学研究所”。

Henry C. Lee, Ph.D.（李昌钰博士）

在李昌钰博士的传奇经历中，曾仅靠一片小小的指甲就迅速破案。

1979年，美国康州一名男子报警称妻子在家晕倒，医务人员赶到时发现其已经死亡。警方对现场进行了勘察，同时对死者丈夫进行了讯问。但是警察并未发现可疑之处，为了尽快破案，不得已向李昌钰寻求帮助。

李昌钰赶到现场后立刻对死者进行尸表检验。他发现死者右手小拇指的指甲前端撕裂，缺了一小片指甲。与此同时，死者丈夫神情紧张。李昌钰发现，死者丈夫衣着非常整齐，但是裤管末端却有褶边，于是李昌钰让他把裤子脱下来进行检查。随后，警方在裤管末端的褶边里找到了一小片指甲，经过检测后发现，这正是死者缺失的那一小块。最后，在警方的审问下，死者丈夫供出了杀妻的事实和经过。杀人的破绽仅仅是因为这一小片断裂的指甲，而破案的关键就是DNA检测。

为什么是DNA检测呢？我们知道DNA是生命的原始蓝图，每个人手中的图都不尽相同，通过这张图，我们可以解锁很多生命的奥秘。从指甲中测定DNA需要对组织样品进行处理，但是常规的提取方法仍存在一定的缺陷：耗时、耗力、时间易间断、应用范围有限、破坏性强。

 PCT可检测微量样本

PCT技术（Pressure Cycling Technology，压力循环技术）正是为了应对这样的难题而诞生的一项微量样本快速前处理技术，具有样本用量小、提取稳定性高、处理通量大等优势。其主要原理是在特定的温度和时间间隔内，让微量样本在多次常压(14.69PSI，1个大气压)和超高（液）压（45,000PSI，约3000个大气压）之间进行程序性、周期性的交替循环，利用高压对生物样本的物理结构（结缔组织纤维等）进行破坏，诱导样品中基质（样品中被分析物以外的组分，如细胞膜、细胞连接等）的破碎和目标生物分子（如蛋白质、DNA、RNA、脂类和小分子）溶解，从而对生物分子实施精准提取。由于其自动化的设计和高效的提取效率，该技术具有通量高、稳定性好、样本用量低等特点。

 PCT是美国PBI公司（Pressure Biosciences Inc.）开发的专利技术。PBI是全球生命科学行业研发基于压力的创新型平台解决方案的领导者。

曾通过指甲等生物片段就能创造奇迹、挑战不可能的李昌钰博士所在的法医研究所也与PBI公司颇有渊源。早在2012年，PBI与世界上技术最先进的法医学教学设施之一——美国纽黑文大学李昌钰法医科学研究所达成合作, 该所评估了PBI的PCT平台在各种难以分析的样品中提取DNA和其他生物分子的应用。李昌钰博士表示，很高兴有机会与PBI合作，商界和法医学从业者的合作潜力巨大。最近，PBI公司又在中国的生命科学领域有了新的突破。2021年12月3日，西湖欧米（杭州）生物科技有限公司与PBI完成签约，成为PBI的PCT样本制备系统平台（PCT Sample Preparation System Platform）及其相关产品在中国的独家代理和服务商，为珍贵的临床样本提供更专业的样本制备解决方案。

李昌钰博士及团队在《压力循环技术用于人指甲DNA提取及方法学评价》中介绍了如何运用PCT技术从一片小小的指甲中提取DNA。当然，PCT技术不仅仅适用于法医刑侦学领域，它更可以运用在生命科学领域，特别是蛋白质组学领域。

为什么我们在这里提到的不是大家耳熟能详的基因组学而是诞生于20世纪末期的蛋白质组学呢？

这是因为PCT技术的另一亮点在于利用压力处理样本不会产生热量进而避免蛋白质因外部环境而发生不必要的改变，从而实现高质量蛋白质的提取。

中心法则

在经典的中心法则中，蛋白质是遗传信息传递的最后一个环节，它将DNA所包含的重要遗传信息以分子机器的形式表现出来，直接执行生命活动所必须的各种功能。在DNA层面（基因），各个器官的基因组都是稳定不变的，所以仅在基因层面进行研究，不足以探究疾病奥秘。我们要针对生命活动进行更加深入的研究，就必须落脚到蛋白质水平，因为蛋白质才是生命活动的主要承担者和体现者，能够灵敏、特异地映射出病理变化。所以运用蛋白质组学的策略对疾病/健康这两种状态下蛋白质的变化进行研究，则是挖掘与疾病相关的蛋白质的最快速、最全面的方法。从生物样本中尽可能多的提取足量的蛋白质是影响后续蛋白质组学研究的基础步骤。而传统方法，多采用组织匀浆、化学试剂提取等方法，效率低，组织用量大、稳定性差。PCT特别适用于微量样本的前处理，效率高，样本用量小、稳定性高，正好解决现有蛋白组学研究的几大痛点。

蛋白质结构

蛋白质组学助力精准医学和人类健康事业，比如在肿瘤的诊疗上：第一，蛋白质组学在早期诊断上能发挥很大的作用。像乳腺癌、胃癌，甚至甲状腺癌肿瘤早期的分子事件，可以通过蛋白质组学找到差异性。第二，也可以从分子层面来辅助肿瘤的预后，发现一些能够判断肿瘤预后的分子标记物。第三，蛋白质组学也可以帮助科研人员发现有特异性的精准靶点，研发精准治疗的药物。

西湖欧米作为PBI在中国的独家代理和服务商，不仅提供PCT相关产品的安装、维护和维修，未来还会举办PCT系列研讨会及培训班，力求为每一位PCT客户提供细致且周到的服务。西湖欧米创立于2020年7月，是一家专注于AI赋能的微观世界数据公司，致力于以蛋白质组大数据技术创新为驱动力，联合多模态大数据，助力精准医学和药物研发。西湖欧米已与百余家国内外知名高校及科研院所、医院、药企等建立了合作。公司拥有多项国家专利和计算机软件著作权。

参考文献：

孟霞, 余兵, 李昌钰,等. 压力循环技术用于人指甲DNA提取及方法学评价[J]. 中国法医学杂志, 2014(6):4.