卵巢上皮癌（EOC）是最常見的婦科惡性腫瘤之一，占卵巢腫瘤的50%-70%。由于其缺乏有效的早期診斷措施，只有大約20%的患者能夠在早期被診出進(jìn)，而大多數(shù)病人被診斷出的時(shí)候都已經(jīng)位于中晚期，因此其5年生存率較低。目前臨床上針對(duì)EOC常用的血液診斷標(biāo)志物是CA125和HE4，這兩個(gè)標(biāo)志物通常結(jié)合影像學(xué)等方法進(jìn)行綜合的判斷。此外，F(xiàn)DA還批準(zhǔn)了OVA1和ROMA作為EOC的診斷標(biāo)志物，但這兩個(gè)蛋白的敏感度和特異度都只能說是差強(qiáng)人意。
7月9日，著名的蛋白質(zhì)組學(xué)家、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Ruedi Aebersold教授課題組在MCP上發(fā)表文章，使用label-free和SRM的方法分析了EOC的血液蛋白糖基化位點(diǎn)，找到了一組5個(gè)蛋白的標(biāo)志物組合，這個(gè)組合結(jié)合傳統(tǒng)的CA125蛋白，可以將診斷靈敏度從87%進(jìn)一步提高到94%，展現(xiàn)了血液糖基化作為疾病診斷biomarker的巨大潛力。
該研究的整體策略比較經(jīng)典，分為初篩、驗(yàn)證、分析預(yù)測(cè)三個(gè)部分（圖1）。在初篩階段，作者從EOC的小鼠模型入手分析其腫瘤組織的蛋白質(zhì)N糖基化修飾，這是由于糖基化蛋白通常位于細(xì)胞表面且容易被分泌到循環(huán)系統(tǒng)中。利用lable-free的方法，作者共檢測(cè)到906個(gè)N糖基化蛋白，其中275個(gè)蛋白在腫瘤和非腫瘤組織中有顯著的差異（圖1A）。在此基礎(chǔ)上，增加一些其他文獻(xiàn)報(bào)道的蛋白，一共篩選出65個(gè)可在血液中被檢測(cè)出來的糖基化蛋白作為候選標(biāo)志物。接下來，作者使用含同位素標(biāo)肽的絕對(duì)定量SRM方法，在234例臨床血液標(biāo)本對(duì)這些候選蛋白標(biāo)志物進(jìn)行了驗(yàn)證（圖1B）。最后，研究者將驗(yàn)證的結(jié)果利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行了分析，找出5個(gè)蛋白的標(biāo)志物組合（圖1C）。
圖1 整體研究思路：初篩、驗(yàn)證和分析預(yù)測(cè)三個(gè)步驟
被選為標(biāo)志物組合的5個(gè)蛋白分別是：LGALS3BP、DSG2、THBS1、IGHG2和L1CAM。作為經(jīng)典的biomarker，CA125本身就已經(jīng)有比較好的診斷效果，在該群體中的敏感度和特異度分別是87%和97%，而如果和這5個(gè)蛋白組成的panel聯(lián)合使用，則能進(jìn)一步提高敏感度到94%（圖2）。由此可見，基于糖基化修飾組的蛋白質(zhì)組分析確實(shí)能夠找到有臨床價(jià)值的潛在標(biāo)志物。
圖2 CA125及其聯(lián)合5個(gè)蛋白panel的標(biāo)志物特性
在腫瘤的血液標(biāo)志物的篩選研究中，一個(gè)通常的假設(shè)是：實(shí)體腫瘤組織中的蛋白變化能夠體現(xiàn)在血液當(dāng)中，而本項(xiàng)研究的思路也是基于這個(gè)假設(shè)。為了回過頭來驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)的可靠性，作者對(duì)其中一個(gè)標(biāo)志物蛋白LGALS3BP的表達(dá)量在臨床組織中進(jìn)行了檢測(cè)（圖3）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LGALS3BP在血液和臨床實(shí)體腫瘤中都有顯著提高，表明了這種假設(shè)是可行的。
圖3 LGALS3BP在臨床腫瘤組織中的含量檢測(cè)
這篇文章利用經(jīng)典的篩選-驗(yàn)證-預(yù)測(cè)思路，從較為新穎的糖基化修飾的角度入手，深入解析了EOC癌癥的血液標(biāo)志物，并找到了一組有良好效果的潛在標(biāo)志物組合。這種思路可以為包括其他癌癥在內(nèi)的疾病標(biāo)志物研究所借鑒。
參考文獻(xiàn)R. Hüttenhain, et al., 2019, A targeted mass spectrometry strategy for developing proteomic biomarkers: a case study of epithelial ovarian cancer. Molecular & Cellular Proteomics.
原創(chuàng)： Dr.Proteomics 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與蛋白組學(xué)
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