نشانگر زیستی (پزشکی) (Biomarker (medicine

یک نشانگر زیستی در حوزه پزشکی، شاخصی قابل اندازه گیری برای تشخیص وجود یک بیماری است که گاهی شدت بیماری را نیز نشان می دهد. به طور کلی یک نشانگر زیستی پزشکی به هر چیزی که بتواند به عنوان شاخصی از یک بیماری خاص یا برخی از حالات فیزیکی یک موجود زنده استفاده گردد، اتلاق می شود.

استفاده از دمای بدن به منظور تعیین خطر سکته مغزی، استفاده از مقادیر کلسترول به عنوان یک نشانگر زیستی برای نشان دادن خطر بیماری عروق کرونر و یا حضور یک آنتی بادی برای مطرح نمودن وجود یک عفونت را می­توان از جمله نشانگرهای زیستی مورد استفاده در پزشکی نام برد. در نتیجه یک نشانگر می تواند به عنوان ابزاری برای بررسی سلامت یک اندام یا دیگر جنبه های سلامتی یک موجود زنده معرفی شود.

یک نشانگر زیستی ممکن است تغییر در بیان یا تغییر وضعیت یک پروتئین که با یک بیماری یا پیشرفت آن و یا با ظرفیت ابتلا به بیماری مرتبط است را نشان دهد. به عبارت دیگر نشانگرهای زیستی می­توانند خصوصیات زیستی یا مولکول های زیستی باشند که با آزمایش قسمت هایی از بدن مانند برخی بافت های خاص و یا آزمایش خون شناسایی شده و فرآیندهای بیماری یا طبیعی را در بدن نشان دهند (1). همچنین این نشانگرها می توانند برخی سلول های خاص، ژن ها، محصولات ژن ها، آنزیم ها و یا هورمون ها باشند. گاهی نیز عملکردهای برخی اندام های و یا ایجاد تغییرات خاص در ساختارهای زیستی می تواند به عنوان نشانگرهای زیستی استفاده شوند. هرچند اصطلاح نشانگر زیستی نسبتاً جدید است اما زمان قابل توجهی است که در تحقیقات و تشخیص های بالینی استفاده می شده است (2).

نشانگرهای زیستی در تعدادی از روش ها، از جمله اندازه گیری پیشرفت بیماری، ارزیابی رژیم های درمانی موثر برای برخی از سرطان ها، ایجاد حساسیت دراز مدت به سرطان یا برگشت مجدد  سرطان مفید و کاربردی هستند (3).

 از نظر مولکولی، اصطلاح نشانگر زیستی زیرمجموعه ای از نشانگرهایی است که ممکن است با استفاده از فناوری های ژنومیکس، پروتئومیکس و فناوری های تصویربرداری کشف شوند و نقش مهمی در زیست پزشکی بازی کنند. این نشانگرها در زمینه تشخیص و پیشگیری از بیماری، شناسایی هدف دارویی، پاسخ دارویی و غیره کمک موثری کرده و انواع متعددی از آنها برای بسیاری از بیماری ها شناسایی شده اند. به طور مثال LDL سرمی برای کلسترول و فشار خون و دو ژن p53 (4) و MMPs  (5) به عنوان نشانگرهایی عمومی برای سرطان استفاده می شوند.

نشانگرهای زیستی مرتبط با بیماری و نشانگرهای زیستی مرتبط با دارو

تمایز بین نشانگرهای زیستی مرتبط با بیماری و نشانگرهای زیستی مرتبط با دارو ضروری است. نشانگرهای زیستی مرتبط با بیماری اطلاعاتی از اثرات احتمالی درمان روی بیماری (نشانگرهای زیستی پیش بینی کننده)، وجود بیماری (نشانگرهای زیستی تشخیصی)، چگونگی توسعه یک بیماری صرف نظر از نوع بیماری (نشانگرهای زیستی پیش آگاه کننده) را در اختیار قرار می دهند. نشانگرهای زیستی پیش بینی کننده اطلاعاتی در مورد پاسخ های احتمالی به یک نوع درمان خاص را بیان می­کنند در حالی که نشانگرهای زیستی پیش آگاه کننده در مورد پیشرفت بیماری، چه زمانی که فرد بیمار تحت درمان قرار گرفته و یا بدون درمان، اطلاعاتی ارائه می­کنند (6). اما نشانگرهای زیستی مرتبط با دارو در مورد تاثیر یک دارو در یک بیمار خاص و چگونگی پردازش دارو توسط بدن بیمار اطلاعات میدهند.

نشانگرهای زیستی در توسعه دارو

هنگامی که یک نشانگر زیستی تایید می شود، می تواند در تشخیص خطر بیماری، وجود بیماری در یک فرد و یا متناسب سازی درمان با بیماری در فرد ( انتخاب درمان دارویی یا اجرای رژیم) استفاده شود. در ارزیابی درمان های دارویی بالقوه، ممکن است یک نشانگر زیستی برای ارزیابی بقا بیمار و یا بررسی عوارض برگشت ناپذیر داروها استفاده شود. مطالعه مراحل اولیه تولید دارو، مطالعات ایمنی و آنالیزهای مولکولی از جمله بخش هایی هستند که در آنها از نشانگرهای زیستی برای بهبود و توسعه داروها استفاده می شود.

نشانگرهای زیستی مولکولی اغلب در مطالعات اولیه تولید و معرفی یک دارو مانند مطالعات لازم برای تعیین دوز مناسب دارو و همچنین تعیین رژیم مصرف دارو استفاده می شوند. این مطالعات و نتایج حاصل از آزمایشات ایمنی برای تعیین دوز نهایی دارو استفاده می شود. بیش از ده ها سال است که از برخی نشانگرهای مولکولی ایمنی برای مباحث بالینی و پیش بالینی استفاده می شود. برخی شاخص های مرتبط با عملکرد کبد ( برای مثال ترانس آمیناز، بیلی روبین، آلکالین فسفاتاز) و یا شاخص های مربوط به عملکرد کلیه ( برای مثال کراتین سرم، کلیرانس کراتین) از جمله پرکاربردترین نشانگرهای زیستی ایمنی هستند.از انواع دیگری نشانگرها می توان به نشانگرهای مرتبط با ماهیچه های اسکلتی ( به عنوان مثال میوگلوبین) یا آسیب های عضله قلب (برای مثال CK-MB) و همچنین نشانگرهای مربوط به بافت های استخوانی ( به عنوان مثال آلکالین فسفاتاز خاص استخوان) اشاره کرد.

طبقه بندی و کاربرد نشانگر های زیستی

نشانگرهای زیستی می توانند براساس شاخص های مختلف طبقه بندی شوند. به طور مثال می توان آنها را براساس ویژگی هایشان به نشانگرهای زیستی تصویر بربرداری (MRI, PET, CT) و یا نشانگرهای زیستی مولکولی تقسیم بندی کرد. نشانگرهای زیستی مولکولی را می­توان در مورد نشانگرهای زیستی غیر تصویر بردار که خصوصیات بیوفیزیکی خاصی داشته و می توانند برای اندازه گیری در نمونه های زیستی ( برای مثال پلاسما، مایع مغزی-نخاعی، نمونه برداری) استفاده شوند  به کار برد. این نشانگرها خود شامل نشانگرهای زیستی مبتنی بر اسیدهای نوکلئیک (همچون موتاسیون ژن ها یا چند شکلی­ها و تجزیه و تحلیل مقدار بیان ژن)، پپتیدها، پروتئین ها، لیپیدها، متابولیت ها و دیگر مولکول های کوچک هستند.

نشانگرهای زیستی همچنین می توانند براساس کاربردهایشان تقسیم بندی شوند مانند نشانگرهای زیستی تشخیصی ( مانند تروپونین قلبی برای تشخیص انفارکتوس میوکارد)، نشانگرهای زیستی پیش آگاه کننده (همچون نشانگرهای زیستی سرطان) و نشانگرهای زیستی برای نشان دادن پاسخ های بالینی به یک تداخل ( HbALc برای درمان ضد دیابتی). طبقه بندی دیگر نشانگرهای زیستی شامل نشانگرهایی است که در تصمیم گیری در برای مراحل اولیه تولید یک دارو استفاده می شوند مانند نشانگرهای زیستی فارماکودینامیک (PD) و که در مطالعات بهینه سازی دوز دارو از اهمیت خاصی برخودار هستند.

انواع نشانگرهای زیستی معتبر می توانند بوسیله روش های زیست مولکولی و ژنتیک به سه نوع طبقه بندی شوند (7) :

• نوع صفر- نشانگرهای طبیعی قدیمی
• نوع 1- نشانگرهای فعال دارویی
• نوع 2- نشانگرهای جایگزین

منابع

• “The Biomarkers Consortium”. Foundation for the National Institutes of Health.
• “Archived copy”. Archived from the originalon 2009-10-25. Retrieved 2010-01-27.
• “Biomarker Technology Platforms for Cancer Diagnoses and Therapies”. TriMark Publications, LLC. July 2014.
• Loukopoulos P, Thornton JR, Robinson WF (May 2003). “Clinical and pathologic relevance of p53 index in canine osseous tumors”. Vet. Pathol. 40 (3): 237–48. doi:1354/vp.40-3-237. PMID 12724563.
• Loukopoulos P, Mungall BA, Straw RC, Thornton JR, Robinson WF (July 2003). “Matrix metalloproteinase-2 and -9 involvement in canine tumors”. Vet. Pathol. 40 (4): 382–94. doi:1354/vp.40-4-382. PMID 12824510.
• Tevak, Z; Kondratovich M; Mansfield E (2010). “US FDA and Personalized Medicine: In vitro Diagnostic Regulatory Perspective”. Personalized Medicine. 7 (5): 517–530. doi:2217/pme.10.53. Retrieved 1 May 2011.
• Firestein, Gary (2006). “A biomarker by any other name…”. Nature Clinical Practice Rheumatology. 2 (635). doi:1038/ncprheum0347. Retrieved 22 July 2013.