編者按
腫瘤分子分型：通過(guò)NGS、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)，對(duì)腫瘤進(jìn)行分子譜的系統(tǒng)描繪，并根據(jù)分子特征譜，進(jìn)行腫瘤的精準(zhǔn)分類及精準(zhǔn)診療研究。
分子分型已成為國(guó)家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略的重點(diǎn)研究投入方向；也備受CNS頂刊雜志青睞。
為了幫助廣大臨床研究者了解腫瘤分子分型及診療研究的重大前沿進(jìn)展，我們收集整理了近幾年來(lái)發(fā)表于Cell、Nature、Cancer Cell等頂刊上的，基于蛋白質(zhì)組及蛋白基因組的腫瘤分子分型相關(guān)研究論文。
【腫瘤分子分型專輯】為大家精細(xì)解讀重磅研究與進(jìn)展。
【文獻(xiàn)名稱】：Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma
【癌種】：肝癌
【細(xì)分癌種】：HBV感染的早期肝細(xì)胞癌
【人群】：中國(guó)大陸
【通訊單位】：國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)中心（北京）蛋白質(zhì)組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【發(fā)表時(shí)間】：2019年
【涉及組學(xué)】：蛋白組、磷酸化修飾蛋白組
【文獻(xiàn)出處】：DOI: 10.1038/s41586-019-0987-8
主要成果
● 從蛋白質(zhì)組水平定義了中國(guó)人群早期肝細(xì)胞癌的3種亞型（S-I、S-II和S-III），不同亞型的患者具有不同的臨床結(jié)局
● SOAT1（甾醇O-酰基轉(zhuǎn)移酶1）是S-III亞型的特征性表達(dá)分子，其通過(guò)調(diào)控膽固醇代謝參與肝癌細(xì)胞增殖和遷移，是潛在的藥物治療靶點(diǎn)
● SOAT1抑制劑—阿伐麥布（avasimibe）在 PDX模型上具有良好的靶向抗腫瘤效果
疾病背景
【流行病學(xué)】：肝細(xì)胞癌是腫瘤致死的第三大因素。乙型肝炎病毒感染是肝細(xì)胞癌的主要風(fēng)險(xiǎn)因素之一，特別是在東亞地區(qū)。雖然手術(shù)治療可能在早期階段有效，但腫瘤進(jìn)展后的五年總體存活率僅為50-70％。
【主要驅(qū)動(dòng)基因】：p53、CTNNB1、KMT2C、AXIN1、ARID1A
研究設(shè)計(jì)
【主要樣本】：HBV感染的早期肝細(xì)胞癌（Barcelona Clinic Liver Cancer stages 0 and A），經(jīng)手術(shù)切除的癌 VS 非癌組織
【樣本狀態(tài)】：新鮮冰凍
【樣本數(shù)量】：110 paired
【主要研究路線與內(nèi)容】：
1. 單組學(xué)分析：
組別：癌組織 VS 非癌組織
WES：基因拷貝數(shù)、基因突變
轉(zhuǎn)錄組：mRNA表達(dá)
Label free蛋白組：蛋白鑒定與定量數(shù)量
Label free磷酸化蛋白組：修飾蛋白、修飾肽段鑒定與定量數(shù)量
2. 整合分析：
主要研究結(jié)果
一、多組學(xué)檢測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)
二、早期肝細(xì)胞癌的蛋白組表達(dá)特征
在檢測(cè)到的蛋白質(zhì)數(shù)量水平上，不同人群的腫瘤與非腫瘤組織具有顯著差異：
（1）腫瘤組織顯著高于非腫瘤組織
（2）hign AFP腫瘤病人大于高于low AFP腫瘤病人
（3）微血管入侵陽(yáng)性 (MVI+)腫瘤病人普遍高于微血管入侵陰性（MVI-）腫瘤病人
Overview of the protein identifications in HBV-related earlystage HCC.
三、基于蛋白質(zhì)組的分子分型與預(yù)后
1.蛋白質(zhì)組分型：根據(jù)101例癌組織樣本的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，將目前臨床上認(rèn)為的早期肝細(xì)胞癌患者，分成三種亞型：S-I（36例），S-II（32例）和S-III（33例）。不同亞型具有不同的功能紊亂特征。
Consensus-clustering analysis of proteomic profiling identifies three proteomic subtypes
2.亞型的臨床預(yù)后特：不同亞型的患者具有不同的生存預(yù)后。亞型的預(yù)后差異進(jìn)一步在外部隊(duì)列（復(fù)旦隊(duì)列）中進(jìn)行了驗(yàn)證。
Kaplan–Meier curves of overall survival (OS) for each proteomic subtype in our proteomic cohort and the Fudan cohortCRC.
四、S-III亞型的預(yù)后與分子特征
1. S-III型具有最差的預(yù)后：包括更高程度的MVI+和high AFP，更年輕；更低的整體生存期；更高的術(shù)后死亡率；更高的復(fù)發(fā)率。
a, b, Association of MVI and serum AFP levels with proteomic subtypes. c, Association of age with proteomic subtypes
d, e, Kaplan–Meier plots of HCC recurrence of subtypes identified in the proteomic (d) and Fudan (e) cohorts
2. S-III具有更具侵略性的分子特征：包括與預(yù)后不良相關(guān)的蛋白質(zhì)（如TGFβ1，KRT19和MMP9）的上調(diào)和腫瘤促進(jìn)途徑的激活（例如TGFβ, HIF1, integrin 和 Rho GTPases）。相比之下，S-I和S-II亞型則具有較低的侵略性特征，包括Hoshida S38、WNT和CTNNB1激活相關(guān)等。
Biological insight into the S-III subtype of HBV-related early-stage HCC.
五、S-III亞型的藥靶發(fā)現(xiàn)：SOAT1
S-III亞型的患者手術(shù)后預(yù)后最差，應(yīng)接受進(jìn)一步的靶向治療。針對(duì)該亞型的特征表達(dá)蛋白，尤其是已經(jīng)由FDA批準(zhǔn)或臨床試驗(yàn)中的候選藥物，很可能成為該亞型的潛在治療靶點(diǎn)。在眾多潛在靶點(diǎn)中，SOAT1（能夠催化脂肪酸 - 膽固醇酯的形成）可能是有益的潛在靶點(diǎn)：
1. SOAT1的表達(dá)特征：SOAT1在腫瘤組織中的表達(dá)顯著高于臨近非腫瘤組織（包括其他膽固醇代謝穩(wěn)態(tài)相關(guān)蛋白也具有類似的表達(dá)特征）；且SOAT1在S-III亞型中的表達(dá)顯著高于S-I和S-II亞型，具有亞型表達(dá)特異性。
Potential drug targets for HBV-related early-stage HCC
2. SOAT1的預(yù)后相關(guān)：SOAT1具有最高的預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)得分（見(jiàn)上圖）。在蛋白質(zhì)組隊(duì)列、TMA隊(duì)列及TCGA中，SOAT1的表達(dá)水平與整體存活率顯著相關(guān)，并且是獨(dú)立的預(yù)后因子。在其他類型腫瘤中的報(bào)道中，也有類似數(shù)據(jù)顯示。
Kaplan–Meier plots of overall survival for SOAT1 expression levels in the proteomic, TMA and TCGA cohorts
3. SOAT1的腫瘤生物學(xué)功能：為了證實(shí)SOAT1的功能，將SOAT1在HCC cell lines中進(jìn)行敲除：
（1）腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移：被抑制
（2）HCC增殖、遷移相關(guān)蛋白（ITGAV, ITGAL, ITGA6, ITGB4 and TGFβR1）在細(xì)胞膜上的表達(dá)：被抑制
（3）細(xì)胞膜的膽固醇水平，以及膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平（SREBF2, LDLR, RAB8A and MYO5B）：被抑制
b. c, Effect of SOAT1 knockdown on cell proliferation (b) and migration (c)
f, Cellular cholesterol distribution by filipin III staining
g, Immunoblot validation of SREBF2, LDLR, ITGAV, ITGB4 and TGFβR1 by SOAT1 knockdown
六、藥效驗(yàn)證：SOAT1抑制劑阿伐麥布
1. 細(xì)胞水平：阿伐麥布處理肝癌細(xì)胞系，表現(xiàn)出與SOAT1敲除相同的作用。包括能夠抑制細(xì)胞的增殖和遷移，抑制HCC增殖、遷移相關(guān)蛋白在細(xì)胞膜上的表達(dá)；抑制細(xì)胞膜的膽固醇水平，以及膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白的表達(dá)。
2. PDX動(dòng)物模型水平：采用6對(duì)PDX模型評(píng)價(jià)藥效，阿伐麥布給藥不影響動(dòng)物體重，對(duì)SOAT1低表達(dá)腫瘤無(wú)效，但可顯著抑制SOAT1高表達(dá)腫瘤的生長(zhǎng)，說(shuō)明阿伐麥布具有靶向治療S-III亞型的潛力。
Growth curves of representative PDX models treated by control and avasimibe on the indicated days
總結(jié)
該研究系統(tǒng)性分析了110例中國(guó)人群隊(duì)列的HBV感染的早期肝細(xì)胞癌患者的腫瘤及配對(duì)的非腫瘤組織的基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組。首次對(duì)早期肝細(xì)胞癌進(jìn)行了蛋白質(zhì)組水平上的分子分型。其中，S-III亞型的一線手術(shù)治療不良預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)最高，具有最低的整體生存期，其典型病理分子特征是膽固醇代謝紊亂。該研究進(jìn)一步基于該亞型的蛋白表達(dá)的特征，發(fā)現(xiàn)SOAT1（甾醇O-酰基轉(zhuǎn)移酶1）是S-III亞型的潛在治療靶點(diǎn)，且SOAT1抑制劑阿伐麥布（曾進(jìn)行過(guò)動(dòng)脈粥樣硬化治療的臨床試驗(yàn)）在PDX模型中表現(xiàn)出良好的腫瘤靶向治療效果。該研究提供了基于蛋白功能水平進(jìn)行腫瘤分子分型，及藥靶與藥物發(fā)現(xiàn)的典型范式