王延峰，米志寬，張華華，陳亞妮，張 靜△

1. 延安大學附屬醫(yī)院檢驗科( 延安 716000)，2.延安大學醫(yī)學院(延安 716000)

·綜述·

血清蛋白組與消化道惡性腫瘤研究進展*

王延峰1，米志寬2，張華華2，陳亞妮2，張 靜2△

1. 延安大學附屬醫(yī)院檢驗科( 延安 716000)，2.延安大學醫(yī)學院(延安 716000)

近幾年來國內外消化道惡性腫瘤的發(fā)病率和病死率不斷上升，特別是結腸癌、肝癌、胃癌患者嚴重危害著人類健康。隨著蛋白組學的快速發(fā)展，應用蛋白組學技術對惡性腫瘤的早期特異性診斷標志物的發(fā)現(xiàn)、蛋白質的診斷模型的建立、靶向治療、發(fā)病機制等方面的研究已成為近期的熱點之一。本文將對蛋白質組學在惡性消化道腫瘤中的研究進展進行簡要綜述。

國內外臨床上主要通過血清腫瘤標志物的檢測、影像學技術、及病理免疫組化等方法對消化道惡性腫瘤進行早期的篩查與診斷。而惡性腫瘤的診斷與鑒別診斷、疾病的隨訪、療效評價、預后與檢測復發(fā)等方面，血清腫瘤標志物有著極其重要作用[1]。在蛋白組學技術的不斷提高和快速發(fā)展下，對惡性腫瘤的早期特異性診斷、靶向治療、新藥的研制等已成為近期惡性腫瘤研究的熱門之一。蛋白質是生命活動的主要功能的表現(xiàn)者和執(zhí)行者，血清蛋白組在機體正常組織細胞發(fā)生癌變時，可直接反映出基因信息的改變。蛋白質組學(Proteomics)通過對細胞內蛋白質成分的組成、修飾狀態(tài)和表達水平進行分析，研究蛋白質之間的相互聯(lián)系及其彼此作用，從而發(fā)現(xiàn)了基因生物表達調控機制和生物學行為的一個新的研究領域，同時也為目前惡性腫瘤的研究創(chuàng)造了技術平臺。應用蛋白質組學技術對正常細胞和腫瘤細胞內不同蛋白質的表達及表達數(shù)量、表達位置和修飾狀態(tài)等差異進行分析研究。實驗研究表明蛋白質組學的技術的應用是發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標記物的重要有效途徑[2]。蛋白質組學不但使對組織、細胞、生物體所表達的全部蛋白質的研究成為了國內外目前研究惡性腫瘤的熱點與前沿領域，而且還建立了臨床應用和基因組學的紐帶。各種癌變狀態(tài)下的蛋白質組的變化及發(fā)生機制，在其研究的成果下能夠精準表達。利用蛋白組技術構建的人類蛋白質生理圖譜和病理圖譜，能夠發(fā)現(xiàn)很多疾病新的治療靶點、血清診斷標志物、藥物，從而為癌癥患者的早期特異性診斷、靶向治療及預后等方面提供了新的思路和技術方法。因此，應用蛋白質組技術能夠對惡性腫瘤的發(fā)生機制及蛋白質表達情況、早期的篩查與診斷、個性化治療方案的制定極其預后觀察、療效等方面產生了重要的意義。本文綜述了血清蛋白組技術在消化道惡性腫瘤研究中應用的進展，主要從常見的結腸癌、肝癌、胃癌等消化道惡性腫瘤的血清蛋白質標志物篩查研究進行闡述。

1結直腸癌血清蛋白組的檢測結直腸癌(Colorectal cancer,CRC)是世界上最常見的惡性腫瘤，高居男性癌癥患病率的第三位，女性癌癥患病率的第二位。據(jù)相關研究顯示40%～50%的CRC患者發(fā)生轉移且預后非常差，5年的存活率小于10%，早期且不易發(fā)現(xiàn)。尋找新型的分子標志物及發(fā)現(xiàn)有效的治療新靶點則成為研究其的主要任務。隨著蛋白質組學技術的發(fā)展,使其在蛋白質水平上能夠更好地闡述結直腸癌的發(fā)病機制、進而提高早期診斷的效率及治療效果。近年來,蛋白質組學通過提供大規(guī)模高通量的蛋白質分析技術手段,不但在組織、血清、細胞等不同水平鑒定出多種結直腸癌的差異表達蛋白,而且還發(fā)現(xiàn)了CRC患者血清中新的診斷標志物與藥物治療的靶點。目前國內外臨床上常用電子結腸鏡、大便隱血實驗、鋇餐雙重造影、CEA、CA199等方法對CRC患者進行早期篩查與診斷，但這些檢查方法具有費用高、操作復雜、敏感性和特異性低等缺點,因此亟需尋找敏感性和特異性高、無創(chuàng)、操作簡單的檢測手段。在臨床上，血清標本具有創(chuàng)傷性小且容易獲取，而蛋白質的研究則成為了發(fā)現(xiàn)新腫瘤標志物的重要途徑。

據(jù)國內外相關臨床文獻研究顯示，血清蛋白組技術已經在CRC患者血清腫瘤分子標志物的檢測中得到了較廣泛的應用。Lim等[3]使用2D-DIGE和LC-MS/MS 技術對CRC患者和正常對照組患者的血清進行比較分析，發(fā)現(xiàn)23個差異表達蛋白,經酶標免疫吸附實驗(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)驗證,分析結果顯示在CRC患者血清中載脂蛋白A1(Apolipoprotein A1,APOA1)呈高表達，CRC早期診斷的血清腫瘤分子標志物可能是APOA1。Fan等[4]通過應用蛋白組學技術對CRC患者和健康者的血清進行研究，使用弱陽離子磁珠多肽固相分離技術(MB-WCX)和基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜技術(MALDI-TOF-M S)對血清進行檢測分析。結果發(fā)現(xiàn),質荷比(m/z)為1208、1467、1505、1618、1656和4215的6種蛋白聯(lián)合診斷結直腸癌有很高的敏感性和特異性(分別為94.44%和94.29%),而且證實質荷比為1505和1618的兩種蛋白分別是α2-HS糖蛋白前體和β微管蛋白,因此我們認為這兩種蛋白可能和結直腸癌的發(fā)病機制有關,并可能成為診斷結直腸癌的標志物。

2肝癌血清蛋白組的檢測肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)對人體具有較強的侵襲性，且發(fā)病率及病死率均較高。早期對HCC的診斷，特別是對患有慢性疾病且處于高風險發(fā)病期患者，能夠對患者進行有效性的治療。通過應用蛋白質組學技術對HCC患者血清進行研究，能夠在疾病發(fā)展的早期能夠準確低、直接地反應HCC病程進展狀況，在新型的血清蛋白質腫瘤標志物的發(fā)現(xiàn)和蛋白質組模型的建立有重要的推動性作用。目前國內外臨床上，AFP是診斷肝細胞癌最常用的血清腫瘤標志物之一，但其特異性和敏感度較低，不能作為臨床診斷的有效指標。因此，高特異性、高靈敏度的肝細胞癌血清診斷標志物的研究，則成為對HCC治療的熱點之一，即對特異性且靈敏度較高的肝細胞血清診斷標志物的研究顯得非常重要。目前臨床上主要利用蛋白組學技術對肝細胞癌患者的血清進行分析與研究。

HCC是踞世界上惡性腫瘤第四位，目前臨床上雖然診斷方法較多，但是很難和其他肝臟疾病進行鑒別診斷。磷脂酰肌醇聚糖 3、谷氨酰胺合成酶、熱休克蛋白 70等標志物聯(lián)合先進的影像學技術雖然在一定程度上提高了臨床HCC的診斷的準確率，但是仍存在較高的漏診率。Reis等[5]對18例HCC患者和對應的非腫瘤肝組織的候選差異蛋白質進行凝膠型蛋白質組學和非標記技術篩選，對28例肝硬化患者和肝臟局灶性結節(jié)性增生患者、25例干細胞腺瘤患者、78例干細胞癌患者中進行比較血清蛋白質標志物的臨床診斷率。研究表明，14-3-3Sigma表現(xiàn)顯著性上調，診斷準確率和靈敏度都明顯高于磷脂酰肌醇聚糖 3、谷氨酰胺合成酶。因此，通過應用蛋白組學技術對14-3-3S蛋白質進行檢測可提高HCC鑒別診斷過程的準確性。Tsai[6]等通過在183例肝硬化和肝細胞癌患者的血清蛋白中對N-連接糖蛋白進行分離且進行去甲基化后利用高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質譜技術篩查出了一種血清蛋白質標記物，而這種血清蛋白質標記物能夠對肝硬化患者和肝細胞癌患者進行鑒別診斷。通過對肝細胞癌患者和肝硬化患者中的血清蛋白質進行全球化比對和量化分析，實驗數(shù)據(jù)結果表明這兩種疾病患者血清中存在11種差異性蛋白表達的且癌細胞的侵襲和遷移有密切關系的N-連接糖蛋白。

3胃癌血清蛋白組的檢測目前國內外臨床上對胃癌(Gastric cancer)早期的診斷主要通過胃鏡和上消化道造影等技術，但是這兩種技術創(chuàng)傷性大、危險性高且需要較高的診斷水平和操作水平，檢出率較低。血清學對胃癌的診斷主要通過聯(lián)合檢測CEA、CA19-9、CA72-4等非特異性腫瘤標志物，且靈敏度和準確度較低。治療通常包括完全胃或部分切除術，然而，預后相當差。這些技術均未能診斷胃癌可能的原因是胃癌具有較長的無癥狀期和早期檢測較難。因此在胃癌早期篩查與診斷上，高特異性的潛在靶分子的腫瘤標志物鑒定則顯得尤為重要。利用蛋白質組技術對胃癌患者血清內的特異蛋白物質進行篩選，且對胃癌蛋白質診斷模型的建立和具有高靈敏、高特異性的蛋白標記的發(fā)現(xiàn)提供了有力的支撐。

早期對胃癌的研究中，通過液體芯片-飛行時間質譜(MELDI-TOF-MS )和磁珠弱陽離子交換技術(WCX)的結合對胃癌患者和體檢者的血清進行分析，篩選出了3個對胃癌診斷具有高特異性的血清蛋白標志物[6]。張輝[7]等利用蛋白組學技術對胃癌患者和健康者血清進行分析后篩選出了胃癌患者體內具有高特異性的蛋白標志物。然后通過利用凝膠電泳(TRICINE-SDS-PAGE)和液體芯片-飛行時間質譜(MELDI-TOF-MS )技術對這些特異性蛋白質進行分離、提純和鑒定，篩選出了能夠早期對胃癌進行診斷的特異蛋白標志物。實驗結果表明， ApocⅢ在胃癌患者血清內的高表達與胃癌的病程發(fā)展有著密切的聯(lián)系，對胃癌的發(fā)病機制、血清特異性蛋白標記物的發(fā)現(xiàn)有著重要的推動作用。ApocⅢ在胃癌患者血清的發(fā)現(xiàn)，為進一步建立和完善胃癌早期的診斷蛋白圖譜模型尊定了基礎。魏疆[8]等通過檢測胃癌組織中的ZEB1蛋白，發(fā)現(xiàn)ZEB1蛋白在胃癌組織中過度的表達，且與胃癌的轉移侵襲及進展密切相關，早期檢測胃癌組織中ZEB1 蛋白的表達對胃癌的診治及預后判斷具有指導意義。

4展望血清蛋白質組學對生命科學領域的研究與認識對惡性腫瘤的特異性診斷和靶向治療是一重大突破。蛋白質組學技術已經在惡性消化道腫瘤的發(fā)病機制、早期診斷，靶向治療、新藥研發(fā)及預后等方面有著不可取代的重要價值。但是對于低豐度蛋白質的擴增、分離、酸堿性的鑒定仍然比較困難，部分蛋白質腫瘤標志物會發(fā)生漏檢現(xiàn)象。因此，在未來利用血清蛋白組技術對惡性消化道腫瘤蛋白質的標記進行篩查和鑒定時，應進行多學科、多技術互相融合和交叉，聯(lián)合各種分析方法，取長補短，提高檢測方法的敏感性、及靈敏度穩(wěn)定性、可重復性、特異性等，能夠獲取更準確的數(shù)據(jù)，對篩選出的血清蛋白質特異性標志物仍然需要大量的驗證試驗進行驗證，更能充分、有效的利用血清蛋白質模型對消化道腫瘤早期篩查與診斷及預后治療的效果，從而提高血清蛋白質臨床診斷價值。

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*陜西省教育廳科學研究計劃項目(17JK0878)

△通訊作者

消化系統(tǒng)腫瘤 @血清蛋白組

R735

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.11.048

(收稿：2017-02-22)