肿瘤蛋白标志物C位出道的5个步骤
2018.10.10

肿瘤是一种异质性、成因多的疾病,它的发生和发展是一个漫长的过程。肿瘤发现时大部分是中晚期,临床看到的也只是肿瘤发生过程中的冰山一角。肿瘤发生最开始是基因水平上变异,然后进化到细胞水平的变异,最后是组织水平的变异。


目前肿瘤早筛的手段非常有限,除X光和活检外,急需精准的无创型肿瘤早筛技术,比如血清肿瘤标志物。


蛋白质组技术可用于肿瘤的不同发展阶段

蛋白质组技术可用于肿瘤的不同发展阶段[1]


在肿瘤研究中,蛋白质组技术可用来满足不同的临床需求,如肿瘤的早期诊断、预后、监控肿瘤发生和转移的进程。肿瘤的研究常面临不同的挑战,例如早期筛查阶段往往缺少具有特异性的标志物,而异质性的增长往往主要体现在肿瘤的晚期阶段。因肿瘤的复杂性和高度异质性,单一的生物标志物难以用来准确判断全部的疾病亚型和疾病的不同阶段。多种生物标志物的组合使用可用来克服这一难题,从而更好地反映疾病的异质性。


基于发现蛋白质组学与靶向蛋白质组学的疾病标志物筛选方法

基于发现蛋白质组学与靶向蛋白质组学的疾病标志物筛选方法[1]


在利用蛋白质组技术筛选肿瘤标志物时,一般先选用癌症及癌旁组织,或癌症的细胞系,利用定量蛋白质组技术找出存在显著表达差异的蛋白; 然后结合其他筛选手段如外显子组测序、转录组测序、免疫组化染色等建立打分系统,同时通过WB、ELISA或MRM等方法验证候选蛋白标志物的表达量,进一步缩小候选蛋白的范围;接着在数量更多的体液类样本中确认biomarker, 通过统计学方法如建立ROC曲线等计算蛋白标志物在疾病诊断方面的灵敏度和特异性。


筛选肿瘤标志物的一般研究思路

筛选肿瘤标志物的一般研究思路


基于蛋白质组学技术筛选潜在标志物的方法已经在多种肿瘤类型中得到应用,如乳腺癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌等。一些蛋白标志物也已经在临床中使用,并通过FDA的批准,比如POA(胰胚胎抗原)、CEA(血清癌胚抗原)和PSA(前列腺特异性抗原)。


利用蛋白质组技术筛选的潜在肿瘤biomarker

利用蛋白质组技术筛选的潜在肿瘤biomarker


下面通过案例来了解一下具体的研究思路吧~


1. 来源于细胞分泌蛋白的肿瘤标志物

Mange[2] 等利用iTRAQ定量蛋白质组学技术比较四种(无致癌性\癌变前\致癌,局部浸染性\致癌性)乳腺癌细胞系的分泌蛋白质组,共鉴定到537个细胞分泌蛋白。经过比较差异蛋白表达水平、差异基因表达水平、乳腺癌组织的免疫组化染色等,共筛选出5个候选蛋白标志物。 


随后将这些候选标志物在患者和健康人的血浆中进行验证,经过两次独立的ELISA实验(n=56, n=353),分别建立ROC曲线,发现FST和KLK6在两次验证均表现出较高的AUC值。 值得注意的是,两者的组合在区分患者和健康人时效果最好,AUC值高达0.82,灵敏度和特异性分别为68%和80%,是较为理想的浸润性乳腺癌诊断标志物。


肿瘤标志物筛选过程(左)和标志物表现(右)

肿瘤标志物筛选过程(左)和标志物表现(右)[2]


2. 来源于癌症癌旁组织的肿瘤标志物

Chen[3]等利用iTRAQ技术比较了4组膀胱癌及其癌旁组织,挑选出7个在癌症组织中显著过表达的候选蛋白标志物,并通过免疫组化实验对比膀胱癌细胞与膀胱上皮细胞,将范围进一步缩小到3个:SLC3A2、STMN1和TAGLN2。


在ELISA验证中,研究人员对比了膀胱癌患者与疝气患者(对照组)的尿液,结果显示STMN1和TAGLN2在膀胱癌患者的尿液样本(n=152, n=205)中显著上升,其中TAGLN2的差异表达倍数最高,为7.13倍,AUC值为0.70,是非常理想的膀胱癌筛查标志物。


尿液样本TAGLN2在ELISA中的结果

尿液样本TAGLN2在ELISA中的结果[3]


癌症的早期诊断可以大幅度地提高患者的治愈率。目前,人类发现的肿瘤标志物已有百余种,但临床常用的仅20多种。蛋白质组学技术的出现,为筛选用于临床诊断、治疗和预后的肿瘤蛋白标志物提供了新的有效手段,极大地提高了对肿瘤标志物诊断的灵敏度和特异性。


安诺基因在定量蛋白质组学领域有丰富的项目经验,可提供具有iTRAQ/TMT、Label free、DIA等技术,及优质快速可靠的数据分析,为您提供多种解决方案,在科研和临床领域祝您一臂之力!


参考文献

[1] Belczacka I, Latosinska A, Metzger J, et al. Proteomics biomarkers for solid tumors: Current status and future prospects[J]. Mass Spectrometry Reviews, 2018.

[2] Mangé A, Dimitrakopoulos L, Soosaipillai A, et al. An integrated cell line-based discovery strategy identified follistatin and kallikrein 6 as serum biomarker candidates of breast carcinoma[J]. Journal of Proteomics, 2016, 142:114-121.

[3] Chen C L, Chung T, Wu C C, et al. Comparative Tissue Proteomics of Microdissected Specimens Reveals Novel Candidate Biomarkers of Bladder Cancer[J]. Molecular & Cellular Proteomics Mcp, 2015, 14(9):2466.

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