中国人类蛋白质组学研究新突破三大看点
2019-03-02 陈芳、胡喆 新华社
近日，生命科学研究领域再传喜讯！我国科学家通过国际权威期刊《自然》杂志上线发表了关于早期肝细胞癌蛋白质组研究领域取得突破的论文，发现了肝细胞癌精准治疗的潜在新靶点。什么是蛋白质组学？这次发现有何重大科学价值？对于接下来的临床治疗和药物研发又意味着什么？记者第一时间来到国家蛋白质科学中心·北京，采访了论文团队的科学家们。蛋白质组学：破译生命天书的“解码神器”蛋白质是遗传信息表达的“最后一公里”，
近日，生命科学研究领域再传喜讯！我国科学家通过国际权威期刊《自然》杂志上线发表了关于早期肝细胞癌蛋白质组研究领域取得突破的论文，发现了肝细胞癌精准治疗的潜在新靶点。
什么是蛋白质组学？这次发现有何重大科学价值？对于接下来的临床治疗和药物研发又意味着什么？记者第一时间来到国家蛋白质科学中心·北京，采访了论文团队的科学家们。
蛋白质组学：破译生命天书的“解码神器”
蛋白质是遗传信息表达的“最后一公里”，蛋白质组是构成生物系统与执行生命过程的功能性实体，是人体表型（生理与病理状态）的直接物质基础。
蛋白质组学这一概念提出于1995年，是继基因组学研究之后生命科学领域又一重要研究方向。
论文通讯作者、军事科学院副院长贺福初院士告诉记者，蛋白质组研究对象比基因组更加复杂，对实验设备、技术水平、数据挖掘能力等多方面都有着比基因组学更大的挑战。
近年来，以色谱和质谱技术为核心的蛋白质组学技术的发展，驱动了蛋白质组学研究在深度和广度上的快速增长。
论文通讯作者、军事科学院军事医学研究院研究员钱小红表示，通过前期积累，我国在蛋白质组表达谱分析的技术能力上已达到国际先进水平，在2009年的国际蛋白质组标准物质评估中，蛋白质组学国家重点实验室的技术能力，位居全球前列。
“蛋白质组学国家重点实验室团队，发展了高效的蛋白质组预分级和检测策略，达到12小时内完成人类8000个基因产物的质谱检测，为目前世界上速度最快的蛋白质组鉴定方法之一。”钱小红说。
在上述技术积累基础上，科技部首次整合973计划、863计划、国际合作计划，历经数年论证，由军事科学院军事医学研究院蛋白质组学国家重点实验室牵头，于2014年正式启动“中国人类蛋白质组计划”。
据介绍，2018年项目结题时，已完成构建早期肝细胞癌及癌旁组织、弥漫性胃癌及癌旁组织、肠型胃癌及癌旁、肺腺癌及癌旁、胰腺导管腺癌及癌旁、食道鳞癌及癌旁、结肠腺癌及癌旁、肾透明细胞癌及癌旁等疾病组织的深度覆盖蛋白质表达谱，数据量达到45.6TB，在高置信度水平上，定量鉴定人类表达蛋白质15553种，并获得疾病组织信号网络调控蛋白表达变化规律，实现潜在分子标志物和候选靶标的深入发掘。
发现新靶点：“癌中之王”的破解之法
肝癌，常被人称为“癌中之王”。2018年的全球肿瘤统计数据显示，肝癌在全球范围内的发病率高居恶性肿瘤的第五位，致死率居第二位。
“如何准确识别出这群预后较差的早期肝癌患者，并提供有效的靶向治疗，是当今世界肝癌早诊早治剩下的‘硬骨头’。”论文通讯作者、复旦大学附属中山医院院长樊嘉院士说。
此次论文研究，科研人员根据101例早期肝细胞癌及配对癌旁组织样本的蛋白质组数据，将目前临床上认为的早期肝细胞癌患者，分成三种蛋白质组亚型，而不同亚型的患者具有不同的预后特征，术后需要对应不同的治疗方案。
论文第一作者、军事科学院军事医学研究院研究员姜颖介绍，第一类患者仅需手术，要防止过度治疗；第二类患者则需要手术加其他的辅助治疗；而第三类患者占比30%，术后发生复发死亡的危险系数最大。
科研人员发现，在第三类患者的蛋白质组数据里，胆固醇代谢通路发生了重编程，其中候选药靶胆固醇酯化酶的高表达具有最差的预后风险。通过抑制候选药靶——胆固醇酯化酶SOAT1，能减少细胞质膜上的胆固醇水平，有效抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。
开启制药性：为发展新型抗癌药物提供重要基础
肝癌是对各种组织学上不同类型的原发性肝脏肿瘤的统称，主要包括肝细胞癌、肝内胆管癌、肝母细胞癌等。其中，肝细胞癌约占原发性肝癌的90%左右。
自2007年到2017年，针对肝细胞癌的化疗药物就只有索拉菲尼一种，这对于此类病人来讲是极度匮乏的。
近年来有几类药物在肝细胞癌临床三期研究中已取得良好效果。此外，免疫疗法中的PD-1抑制剂中也有已进入治疗肝细胞癌三期临床实验研究的。
樊嘉表示，虽然新型药物在临床中的应用为肝细胞癌患者带来了希望和曙光，但这些药物均是针对中晚期肝癌病人使用的靶向药物，有限的药物种类和疗效并不能满足肝细胞癌患者的临床需求。
“为了改善肝细胞癌患者的生存情况，进一步扩大受益人群，亟须发展新的肝细胞癌药物干预靶点，尤其是早期治疗策略。”贺福初说。
我国科学家团队另辟蹊径，通过“中国人类蛋白质组计划”，对以肝癌为代表的多种人体肿瘤进行了全面深入的蛋白质组分析，初步创立了中国主导的蛋白质组学驱动的精准医学。
贺福初表示，相对基因组学驱动的第一代精准医学而言，蛋白质组学驱动的精准医学属于第二代精准医学，蛋白质组学对早期肝癌治疗性靶标的发现与验证开启了精准医学的新阶段。
此次，研究人员通过进一步研究发现，SOAT1的一种小分子抑制剂“阿伐麦布”在肝癌患者的人源肿瘤异种移植模型上表现出良好的抗肿瘤效果，表明“阿伐麦布”有望成为治疗预后较差肝细胞癌患者的潜在靶向治疗药物。
研究团队还首次发现胆固醇代谢途径重编程与肝细胞癌之间的直接联系，证实胆固醇酯化酶在肝癌发生中的重要意义。
“借助患者群蛋白质组学海量数据，我们发现胆固醇酯化酶可用于早期肝癌的分型、预后及靶向治疗，其蛋白质的高表达在头颈癌、胃癌、前列腺癌、肾癌和甲状腺癌中均和患者的较差预后正相关，为发展新型抗癌药物提供了重要基础。”贺福初说。
作者：陈芳、胡喆
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