尿液检测：医学领域未来新“风口”

——访北京师范大学生命科学学院高友鹤教授

“尿液在疾病早期信号捕捉方面具有天然优势，但这样一个极具战略意义的领域，却长期未得到足够有见识、有资源的机构支持。”中国尿液标志物研究的先行者、北京师范大学生命科学学院高友鹤教授面对记者呼吁道：希望真正具备战略眼光的决策层、科学家、产业资本共同发力，不要让未来医学领域的新“风口”从指缝间无声溜走。

高友鹤表示：“一个有潜力改变国家疾病负担的方向，如果持续缺乏战略投入，我们最终付出的将是国民健康的代价，是医学发展的代价。”

尿液蕴藏丰富的生物信息

“尿液作为人体代谢活动的‘液态窗口’，蕴藏着极为丰富的生物信息。”高友鹤说，人的尿液组学数据(包括蛋白质组、代谢组、基因组、微生物组等)能够对个体生理状态和病理生理过程进行最实时、最全面、最细致入微的动态描述。“相较于血液等样本，尿液不受稳态机制的严格调控，能更灵敏地反映身体的细微变化；同时，其采集完全无创、操作简便、可高频次获取，不存在伦理争议。这使其有望成为实现真正的个性化医疗的理想介质。”

医学界长期以来一直认为血液检测非常重要。“但在早期发现疾病方面，血液却存在一个天然短板——强稳态机制。”高友鹤向记者解释道，稳态是生命体的核心特征，指身体通过复杂的调节系统，维持内部环境（如体温、血压、pH 值、血糖、蛋白质组成等）处于相对恒定和平衡的状态，“也就是说，当疾病刚刚萌芽、变化极其微弱时，这些异常往往在血液中还来不及留下痕迹，就已被稳态调节机制清理干净。”

高友鹤告诉记者，这些被清理掉的信号大部分最终进入了尿液。尿液几乎不需要保留“有用物质”，所以一旦身体出现问题，那些异常信号在尿液中的比例往往被放大，反而更容易被捕捉。

高友鹤比喻道：“血液像一个干净的客厅，尿液像一个垃圾桶。客厅里的垃圾太少，很难发现；垃圾桶里的垃圾比例高得多，异常一眼就能看出来。”

此外，粪便虽也是常见的检测样本，但受饮食影响过大，相比之下，尿液虽然也会受饮食影响，但相对纯净得多，每一滴几乎都来自血液过滤，更能忠实反映身体内部的变化。

因此，尿液极有可能成为捕捉疾病早期变化的最佳载体，实现更早、更敏感、更可及的发现。事实上，通过分析尿液中成千上万的分子指标，理论上任何疾病都可能从中找到线索。

尿检将重塑疾病早筛格局

对健康的改变，最有效的一环可能就是早期诊断。高友鹤表示，传统早筛思路多是从健康人群切入，虽然基数大，但劝服成本高，而健康人群本身风险极低，参与意愿有限，加之许多技术并未做到真正足够早，导致推广难度与投入成本极高。

他提出更现实的一种策略——聚焦高概率人群，例如肿瘤术后复发风险高的人，从无创、低成本的尿液标志物监测入手，不仅更易接受，也能在短期看到收益，节省大量宣传与教育成本。而尿液标志物在此可充分发挥早期敏感的优势。

尿液取样方便、获取成本低，且通过蛋白质组学和代谢组学分析，能够同时鉴定数千乃至上万个指标，比血液更丰富、更敏感。这些高维数据可以精细描述每个人独特的健康状态，为真正的个性化医疗提供可能。它不再是粗糙地按体型或年龄分配药量，而是根据个体具体代谢和生理特征精准干预。

为了将尿液标志物从概念转化为科学证据、高质量数据和可规模化体系，高友鹤带领团队在理论构建上提出，尿液比血液更适合寻找早期疾病信号，并基于稳态、生理调控和体液差异进行了系统阐述，建立了完整的理论框架。在实证验证上为消除尿液不稳定的质疑，通过动物模型排除饮食与环境干扰，证明尿液可以反映出疾病早期微小的变化。在基础设施建设上，为了能够更好地保存尿液样本，开发了具有重要意义的尿液保存技术。他们把尿液中蛋白质吸附在特制的膜片上，然后干燥处理并真空封装的方法，一举解决了尿液保存难、成本高的问题，使尿液样本能够标准化、可运输、可长期建库。

“中国尿计划”开启医学新征程

2024年11月，高友鹤联合百余位国内外科学家发起了“中国尿计划”，这是全球首个以“尿液为核心体液”的国家级生命大数据项目。该计划的核心在于挖掘未被充分利用的样本资源，利用闲置的剩余蛋白质组学分析机时，以较低成本构建具有巨大科学价值、未来可供人工智能深入挖掘的人体健康数据库，服务于人类健康和个性化医疗。

高友鹤说，该计划旨在利用医院、体检中心、研究机构日常产生但常被忽略的海量尿液样本，调动国内拥有先进组学研究平台的高校、研究所、公司的闲置机时，在不影响其核心科研任务和商业合作的前提下，通过资源整合和各种合作/协作模式，盘活这些“沉睡的”产能，以前所未有的规模和经济性，构建全球最大、质量最高的人类尿液组学数据库。这将为人工智能驱动的疾病预测、早期诊断、精准分型、疗效评估、预后判断和健康管理奠定基础。

他认为，尿液组学驱动的个性化医疗是未来医学的核心方向，也关乎国家生命科学竞争力和人民健康福祉。“在尿液组学领域的落后，无异于在信息时代失去芯片的主导权。其‘卡脖子’的风险，如同关键药物、高端医疗设备被‘卡脖子’，可能会危及国民生命健康。如果核心组学技术、数据标准、分析算法、知识产权缺失或受制于人，国民健康将面临同样的巨大风险。”

“中国尿计划”是一项立足现有资源、着眼未来健康、关乎国民健康和人类福祉的宏伟工程。它不仅仅是一个科研项目，更是一场以数据驱动的医学革命。率先在这一领域取得突破并实现应用的国家，必将率先收获人民健康水平显著提升、社会福祉极大增进的硕果。这既是科技实力的体现，更是对国民健康责任的担当。

高友鹤呼吁，不同学科背景的研究团队、医疗机构、技术企业，可以各种形式、不同组合、灵活标准、多种技术路线和创新转化模式参与到“中国尿计划”中。同时，面向决策者、投资人、科研机构、医疗机构和公众，还应广泛宣传尿液组学的巨大科学价值、临床转化潜力及“中国尿计划”的战略意义，使社会各界深刻认识到这是不可错失的未来机遇。

《中国尿计划》预计分为三个阶段来完成：第一阶段于2025-2029年完成中国健康人群的尿液组学分析；第二阶段于2030-2034年完成中国常见重大疾病的尿液组学分析；第三阶段于2035-2039年借助尿液组学分析探讨衰老等重要科学问题。

“这是一项足以改变国家预防医学体系的基础工程。随着质谱、蛋白组学、AI 与大数据技术的成熟，人类历史上第一次有能力系统描绘千变万化健康状态，尿液的价值将会迎来被解读的高光时刻。”高友鹤充满信心地说。

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专家简介

高友鹤教授1990年获中国协和医科大学医学博士学位，1997年获美国康涅狄格大学生物医学博士学位。1997-2001年在美国哈佛医学院从事博士后研究并担任讲师。2001年起任中国医学科学院基础医学研究所病理生理学系教授，2014年12月起任北京师范大学生命科学学院教授。曾获全国优秀博士论文指导教师、国家杰出青年科学基金、新世纪百千万人才工程国家级人选等荣誉。在国际人类蛋白质组组织中发起尿蛋白质组行动计划并担任首任主席，提出世界尿计划和中国尿计划。