与其他癌症类型相比,肝癌,尤其是肝细胞癌(HCC)的发病率明显偏高。由于早期阶段的HCC通常无明显症状,大部分患者在确诊时已处于晚期。目前尚缺乏有效的早期监测策略来鉴别肝细胞癌,因此,寻找与HCC相关的预先诊断生物标志物显得尤为重要。
2024年8月,来自美国布莱根妇女医院的研究团队在《Journal of the National Cancer Institute》上发表了一项名为“Pre-diagnostic plasma proteomics profile for hepatocellular carcinoma”的研究,利用SomaScan平台,对总计108名HCC患者和对照组的血浆蛋白进行靶向高通量检测,并确定了56种潜在的肝细胞癌生物标志物。基于这四种蛋白的分析,研究团队建立了一个预测模型,展现出更高的预测性能。
研究材料
本研究基于护士健康研究(NHS)和卫生专业人员随访研究(HPFS)两个队列中的54对HCC患者及匹配的无肝病对照的血浆样本,同时借助英国生物样本库制药蛋白组学项目(UKB-PPP)进行验证。
技术路线
- 识别与HCC相关的诊断前差异表达蛋白。
- 对识别出来的失调蛋白进行系统生物学分析,寻找与HCC发生相关的生物学机制。
- 通过ELISA对选定的蛋白质进行验证。
- 利用Olink技术对独立选择的蛋白进行验证。
研究结果
1. 鉴定与HCC相关的差异表达诊断蛋白
在NHS/HPFS队列中,通过SomaScan分析1305个蛋白,发现121个蛋白在HCC组与非HCC组中存在显著差异。尽管样本量的限制影响了结果的统计显著性,但在这121个蛋白中,有56个在HCC患者中表达上调。
2. 系统生物学分析
为为进一步了解HCC相关的生物学机制,研究团队对上述56个蛋白进行了IPA分析,发现这些蛋白主要与炎症反应、免疫功能、细胞活力、髓样细胞激活和活性氧合成相关。通过STRING数据库进行的PPI分析,构建了一个与蛋白质水解、细胞粘附、血管功能、代谢及免疫相关的互作网络。
3. 使用免疫测定进行蛋白质的验证与标志物模型构建
通过ELISA验证SomaScan的检测结果,Spearman相关系数范围在0.67到0.85之间,显示出两个检测平台之间的良好相关性。结果显示,CHI3L1、GDF15、SELE、IL1RN在HCC患者中表达上升,与HCC风险密切相关。通过逻辑回归模型的构建,整合上述四种蛋白后,模型的AUC为0.87,较传统基础模型有所提升。
4. 使用Olink对独立蛋白进行验证
在UKB-PPP队列的Olink结果中,四种蛋白均与HCC呈正相关。结合逻辑回归模型结果,这些蛋白的AUC可达到0.88,在肝硬化患者中也显示出对应的表达差异。
结论
本研究通过SomaScan高通量靶向蛋白质组学技术,筛选出了56种与HCC发展相关的血浆蛋白。四个已知与癌症相关的蛋白经过ELISA和Olink验证,显示其作为HCC早期预测标志物的潜力,有望显著提高现有经典模型的效果。
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