与许多其他癌症相比,肝癌,特别是肝细胞癌(HCC),具有更高的发病率。由于早期HCC通常没有明显症状,许多患者在确诊时已进入晚期。因此,现阶段亟需有效的早期监测策略来识别肝细胞癌。在这一背景下,确定与HCC相关的生物标志物显得尤为重要。
2024年8月,美国布莱根妇女医院的研究团队在《Journal of the National Cancer Institute》上发表了一篇题为“Pre-diagnostic plasma proteomics profile for hepatocellular carcinoma”的论文。他们利用SomaScan平台对108名HCC患者和对照者的血浆蛋白进行高通量靶向检测,识别出56种潜在的肝细胞癌生物标志物。同时,通过四种蛋白构建的预测模型展现了更高的预测性能。
研究材料
本研究选取了来自护士健康研究(NHS)和卫生专业人员随访研究(HPFS)的54对HCC患者及其基线匹配的无肝病对照的血浆。此外,从英国生物样本库制药蛋白组学项目(UKB-PPP)中获取相关验证队列的血浆样本。
技术路线
技术路线主要分为以下几步:
- 识别与HCC相关的前期失表达蛋白
- 对HCC与健康对照的差异蛋白进行系统生物学分析
- 使用ELISA对选定蛋白进行验证
- 通过Olink进行独立验证
研究结果
1. 识别与HCC相关的差异表达蛋白
在NHS/HPFS队列中,对1305个蛋白进行SomaScan分析,发现121种蛋白的表达水平在HCC和非HCC组中显著不同,虽然这些数据在FDR校正后未保持显著性。在这121种蛋白中,有56种在HCC患者中呈上调趋势。
2. 系统生物学分析
为揭示潜在的生物学机制,针对上述56种蛋白进行了IPA分析,结果显示这些蛋白与炎症、免疫功能和细胞活力等生物过程显著相关。利用STRING数据库进行了PPI分析,定义了多个关键互作网络,并预测了其上游调控因子,主要为炎症和免疫调节因子。
3. 验证与标志物模型构建
分别通过ELISA对CHI3L1、GDF15、SELE、IL1RN四种蛋白进行验证,且结果与SomaScan一致,显示出良好的相关性。根据这些蛋白构建的逻辑回归模型其AUC值达到0.83,较传统模型有明显提升。
4. 独立验证
在UKB-PPP队列的Olink检测中,这四种蛋白同样显示出与HCC的正相关关系,并且逻辑回归模型的AUC值进一步提高至0.88,显示出良好的预测能力。在该队列中62例肝硬化患者中,有5人在随访期间发展为HCC,表明该模型的临床应用潜力。
总之,本研究应用SomaScan高通量靶向蛋白质组学技术筛选出56种与HCC发展相关的血浆蛋白,其中四种经过ELISA和Olink验证的蛋白质可作为HCC早期预测的生物标志物,显著提升现有的经典预测模型性能,为临床转化提供了新机遇。
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