人体有一套精密的血液稳态调控机制，不断过滤和清除血液中的异常物质，维持血液环境的相对恒定。这种机制在保障生命健康的同时，也限制了疾病的早期发现，当血液检查显示异常时，疾病往往已经相当严重。 与血液不同，尿液不受稳态机制约束，能更早、更敏感地反映身体的微小变化。因此，北京师范大学高友鹤教授研究团队独辟蹊径，率先开展了尿蛋白质组学的研究。在研究的过程中逐渐认识到尿液的特点，提出了尿液标志物理论，希望通过检测尿液中的疾病早期标志物，实现疾病的早期发现，从而进行早期干预，真正实现“治未病”的医学理想。
高友鹤教授 1 开展尿液标志物研究 经过长期研究，团队提出并且在动物模型上比较严格地证明尿液标志物能够早于血液反映疾病变化，尿蛋白质组对多种疾病具有早期诊断价值。还开发出一种经济简便的尿液样本保存新技术，为实现样本的长期、大规模保存和尿液标志物研究奠定了基础。 1.1 尿液标志物早于血液反映疾病变化 研究团队通过构建数十种疾病动物模型并系统比较了尿液与血液标志物的变化时序，发现尿液变化几乎总是领先于血液。团队证明尿液不仅能反映泌尿系统疾病，还能反映全身各器官的病变。这一发现打破了“尿检仅适用于肾脏和泌尿系统疾病”的传统观念，开辟了疾病超早期筛查的全新视角，对疾病早期临床干预具有重要意义。 1.2 尿蛋白质组对多种疾病具有早期诊断价值 研究团队发现尿蛋白质组可以反映多种疾病的变化，包括大鼠肺纤维化、细菌性脑膜炎、脑胶质瘤等。此外，发现孕鼠的尿蛋白质组可以反映胎鼠的发育情况。在人群尿蛋白质组研究方面，团队发现尿蛋白质组还可以反映自闭症、精神分裂、抑郁症药效预估等相关标志物。这些研究不仅拓展了尿液检测的应用边界，从大器官、弥漫性病变到更小、更隐蔽的疾病，甚至跨越了血脑屏障、胎盘屏障等生理屏障，真正实现了对全身疾病的全方位检测，也为个体化、精准医疗提供了新的技术路径和理论支撑，开创了生物医学研究的新范式。 1.3 尿液样本保存技术的创新 团队开发出一种突破性的尿液样本保存新技术，其核心是利用特制的高吸附性膜材料，通过过滤等机制选择性地吸附尿液中的蛋白质和其他生物分子，同时排除占据尿液大部分体积的水分。这种保存方法隔绝了氧气和水分，使尿液样本保存得更好，成本更低，为大规模尿液标志物研究奠定了基础。
高友鹤教授实验室尿液样本制备装置 2 提出“中国尿计划”2024年，北京师范大学生命科学学院牵头，联合中国医学科学院基础医学研究所、北京协和医院等多家单位，在《中国科学：生命科学》正式发表了《中国尿计划倡议书》，获得110余位学者联名支持。同时，团队负责人高友鹤教授组织了人类蛋白质组组织尿蛋白质组行动计划（HUPO UPI），并担任第一届主席。此外，在人类蛋白质组2024年会上，正式呼吁成立“世界尿计划”，显著提升了我国在该领域的国际影响力。
世界尿计划（World Urine Project）海报 “中国尿计划”设计了清晰的三步走战略：第一阶段（2025—2029年）收集20 000份健康人群尿样，建立标准化分析流程和中国正常人群尿液组学参考数据库；第二阶段（2030—2034年）针对癌症、心脑血管疾病、糖尿病等重大疾病开展尿液标志物研究；第三阶段（2035—2039年）探讨衰老等前沿科学问题。
“中国尿计划”第二次学术研讨会现场 “中国尿计划”代表了我国在生物医学领域的原创性突破，开创了疾病早期诊断的新范式。通过系统研究尿液中的生物标志物，该计划有望彻底改变现有的医学诊断模式，实现疾病的超早期发现和干预，大幅提高治愈率并降低医疗成本。这一研究方向不仅有望改变医学诊断的未来，也将为我国生物医学领域的发展提供新的增长点和国际竞争力。随着研究的深入和技术的成熟，尿液标志物研究将成为预防医学和精准医疗的重要支柱，有利于造福全人类。 专家简介 高友鹤，医学博士、理学博士，北京师范大学生命科学学院教授。在国际上较早期将蛋白质组学技术应用于人尿液蛋白质组学研究，利用液质联用技术鉴定人尿蛋白质组。 注：本文摘编自《科技成果管理与研究》杂志2025年第5期。 |
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