疾病相關標志物研究 (系列第二篇)
如何發現與疾病相關的新型蛋白標志物
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該研究策略適用于疾病蛋白標志物篩選?
? ? ? ?上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院劉炳亞課題組與系統生物醫學研究院陶生策課題組合作,于 2016 年 2 月,在蛋白質組學 專業雜志 Molecular&Cellular Proteomics ( 影響因子:6.56) 上發表了一篇文章,講述了如何利用人蛋白質組芯片和定制蛋白 芯片發現 4 個新的胃癌血清蛋白標志物。該研究中采用了購自博奧晶典的蛋白平臺。
? ? ? ?相比于傳統的標志物及其聯合,新發現的血清標志物在敏感性、特異性、準確性方面均有大幅度提高,若應用于臨床,將對 胃癌的篩查和早期診斷具有較高臨床價值。那么,這些有望為廣大胃癌患者帶來福音的血清標志物是如何被層層篩選出來的呢? 讓我們一起來學習下吧!
研究策略與方案?
方法與結果
● 篩選差異蛋白
取 37 例胃癌病人和 50 例健康人的血清樣 本,通過人蛋白質組芯片篩選出 17 種候選差 異表達蛋白。
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● 差異蛋白擴大樣本驗證
取 300 例胃癌病人、300 例健康人以及 314 例其它胃病(如胃潰瘍、胃息肉、慢性 萎縮胃炎等)患者血清樣本,通過定制蛋白芯 片對 17 種候選蛋白進行驗證,其中 4 種蛋白 (COPS2、CTSF、NT5E、TERF1) 在 疾 病組與正常組中存在顯著差異。
●?候選蛋白敏感性檢測
在上述 300 例胃癌病人和 300 例健康人 中對候選 biomarker 進行 ROC 分析,發現 每個候選 biomarker 單獨或聯合使用時 AUC 都約為 0.9,表明這 4 個候選 biomarker 都 能較好的預測 GC 風險(A-D);在上述 314 例其它胃病患者中進行檢測,發現每個 候選 biomarker 對胃癌的反應都顯著高于其 它胃病,表明這 4 個候選 biomarker 都具有 GC 特異性,可從這些胃病中單獨區分 GC 的 發病風險(E-H)。
● 候選蛋白預后分析
在上述 300 例胃癌病人中進行預后分析, 發現 4 個候選 biomarker 其高表達的患者 5 年生存率顯著高于低表達患者。
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● ELISA 驗證
對其中 2 個候選 biomarker(COPS2 和 CTSF)在上述 300 例胃癌病人和 300 例健康人中各隨機選取 100 例進行 ELISA 驗證,結果與芯片實驗相符(A-B);另 外選取各 200 例胃癌病人和健康人血清樣本進行 ELISA 驗證,結果也與芯片實驗相符 (C-D)。
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結論?
? ? ? ?通過對胃癌患者和正常人血清樣本采用人蛋白質組芯片進行初篩、利用定制蛋白芯片進行大樣本量二次篩選以及后續 ELISA 驗證等實驗和分析,成功篩選出 4 個新的胃癌血清標志物。相比于傳統的標志物及其聯合,新發現的胃癌血清標志物在敏感性、 特異性、準確性方面均有大幅提高,其聯合診斷的敏感度和特異性達 95% 和 92%,對于胃癌的篩查和早期診斷具有較高的臨床 價值,并且可獨立作為預后評估的潛在預測指標。
? ? ? ?這是一篇典型的利用蛋白芯片平臺和大量樣本(~1400例)進行生物標志物研究的文章。該研究具有兩方面突出的價值。其一, 所發現的血清標志物相比于傳統標志物具有高靈敏度和高特異性,在胃癌早期診斷和預后預測方面具有顯著的轉化應用潛力,若 應用于臨床則有望造福廣大胃癌患者。其二,不僅證實了蛋白芯片可作為癌癥血清標志物研究的有力工具,而且該研究建立的基 于蛋白芯片的血清標志物發現流程具有通用性,可方便地移植于其它腫瘤和免疫相關疾病的血清生物標志物的系統性發現。?
參考文獻
[1] Yang L, Wang J, Li J, et al . 2016. Identification of serum biomarkers for gastric cancer diagnosis using a human proteome microarray. Mol Cell Proteomics 15: 614-623.
[2] Jemal A, Bray F, Center MM, et al . 2011. Global cancer statistics. CA Cancer J Clin 61: 69-90.?
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