肿瘤

PNAS:重磅!世界首个蛋白组癌症早筛平台面世!卵巢癌误检率0!

作者:MedSci 来源:MedSci 梅斯 日期:2017-12-19
导读

         癌症早筛和早诊是人类预防癌症提高生存率的最有效方式。在这一科研前沿领域,近年来ctDNA、循环肿瘤细胞(CTCs)检测成果显着。然而,传统的肿瘤相关蛋白生物标记物却进展寥寥,近日,一项蛋白组学用于癌症早筛的平台,敲开了新世界的大门! 2017年12月4日,PNAS 在线发表了来自约翰霍普金斯医学院著名教授Bert Vogelstein博士及其王磬博士的一项新发明基于定量蛋白组的蛋白标记物开发和个

关键字:  标记物 |  | 蛋白组学 |  | 癌症早筛 |  |  

        癌症早筛和早诊是人类预防癌症提高生存率的最有效方式。在这一科研前沿领域,近年来ctDNA、循环肿瘤细胞(CTCs)检测成果显着。然而,传统的肿瘤相关蛋白生物标记物却进展寥寥,近日,一项蛋白组学用于癌症早筛的平台,敲开了“新世界的大门”!

        2017年12月4日,PNAS 在线发表了来自约翰霍普金斯医学院著名教授Bert Vogelstein博士及其王磬博士的一项新发明——基于定量蛋白组的蛋白标记物开发和个体化诊断平台。

        这是世界上第一个将蛋白组相关信息进行个体化癌症早期诊断临床应用的平台。

        Vogelstein教授是享誉世界的癌症遗传学家,也是癌症基因组和癌症诊断专家,是P53,APC等众多抑癌基因的发现者和功能阐述者。

        十几年前,他的实验室发表了人类第一个癌症基因组,同时,在癌症突变基因的临床诊断领域也做出了领导性贡献,被广泛誉为“癌症液体活检之父”。他的众多发现奠定了现代肿瘤遗传学的基础。Vogelstein教授的科研论文被引用超过35万次,是目前各个科技领域的科学家中被引用论文数量最高的一位科学家(没有之一)。

        在这项最新的研究中,Vogelstein教授和他曾经的博士生、现在的合作者王磬博士一起开发了这个称为“SAFE-SRM”的临床蛋白组癌症诊断平台。

        相比较于传统的依赖于抗体的蛋白诊断平台,这一临床蛋白组诊断分析平台具有极高的灵敏度,更高的通量和更低的成本要求。

        SAFE-SRM不依赖于、也不受限于蛋白抗体,从而使这个平台能够高速地发现和鉴定大量新的肿瘤标记物。

        在基础科研方面,这个技术攻克了蛋白组领域长期存在的“灵敏度低”和“重复性差”两大难题,将人类蛋白组学研究向前推进了一大步,并充分展示出蛋白组学在临床应用方面的巨大潜力。

        这篇文章的第一和共同通讯作者王磬博士认为,“蛋白标记物相比其它标记物更能实现癌症的早期诊断。作为ctDNA检测的先行者和世界级领军人物,我们深知基因检测的特点,同时也了解蛋白诊断会提供大量而独特的癌症早期诊断信息。"

        基本生物学原理告诉我们,一个细胞只有一套基因组,如果是癌细胞,那也只有一个或几个拷贝的突变基因,但是一个细胞在它的整个生存周期中,却可以表达出几百万、上千万、甚至更多拷贝数量的癌症相关的蛋白,这还不包括癌细胞所处的微环境对癌细胞做出反应而表达的蛋白。

        在临床诊断方面,只有当癌细胞死亡的时候才会将储存在细胞核基因组DNA中的遗传信息和突变基因基因信息释放到外周血中。那些在细胞死亡之前就大量表达出的蛋白质实际上是癌症早期诊断的独特靶点,可以帮助我们实现更早的疾病干预。

        一个这方面的相关证据是,2011年,我们曾经对单一癌细胞中突变基因K-Ras的蛋白表达数量进行了绝对定量。

        我们发现一个癌细胞在同一时间平均含有130万个K-Ras蛋白,但是却只有1个拷贝DNA分子含有K-Ras基因突变。综合各种证据,我们认为,基于临床蛋白组的癌症早期诊断将会是未来的一个新的研究热点,将会有巨大的临床应用和市场潜力。”

        在这篇文章中, 王磬博士和他的科研团队阐述了传统蛋白临床检测的阿喀琉斯之踵(Achilles' Heel),也即是,传统的依赖于抗原-抗体反应的检测方法对蛋白抗原的完整程度有很高的要求,如果一个蛋白在血液中被蛋白酶部分降解破坏,或者在其它酶的作用下发生了修饰,那么传统的依赖于抗体的方法是不能再成功检测出这个蛋白来的。

        应用这一技术,王磬博士和他的科研团队开发出一个对卵巢癌早期诊断具有显着意义的新的蛋白标记物peptidylprolyl isomerase A。

        这个标记物能够准确诊断出大量CA-125(目前最广泛应用的卵巢癌诊断标记物)阴性的卵巢癌病人,同时没有误检出任何健康样本(特异性为100%)。

        这一发现对卵巢癌的早期诊断具有革命性意义,可以在世界范围内显着提高女性卵巢癌患者的治愈率和生存期。

        目前,王磬博士和他的科研团队正在开发针对其他主要癌症的早期诊断方法。相信在不远的将来,这一技术能够对人类各种癌症的早期诊断做出显着贡献,从而真正实现早期干预,在根本上铲除癌症这个疾病。

        原始出处:

        Wang Q,et al.,Selected reaction monitoring approach for validating peptide biomarkers.Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Dec 4. pii: 201712731.

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