上期回顾

研究者分享了已有且成熟的药物小分子靶点-机制研究的技术路线，即通过蛋白质组芯片技术快速寻找经典小分子药物的直接作用蛋白，阐明药物调控机理，助力疾病的临床预防与治疗，切实改善人类健康。

查看上期：《药物调控机制研究》

 

 

/引言/

肿瘤是威胁人类生命健康的一类重大疾病。目前，关于肿瘤治疗主要包括传统的手术治疗、放射治疗、化学治疗和近年来发展迅速的靶向治疗、免疫治疗等新型治疗方式。肿瘤的治疗虽然有了长足的进步，但是预后效果差仍然是肿瘤高死亡率的原因之一。因此，对于肿瘤预后的评估和监测显得尤为重要。其中，肿瘤自身抗体是机体针对肿瘤抗原发生免疫响应而产生的特异性抗体，具有肿瘤依赖性，在肿瘤的预后评估和监测上具有巨大的应用前景。

 

HuProt™人类蛋白质组芯片包含超过21000种人类蛋白质和蛋白质亚型，覆盖了人类蛋白质图谱定义的81%标准表达蛋白质，是目前全球最高通量的芯片，它以全局性的优势，为肿瘤自身抗体的筛选和验证提供了系统性解决方案。

 

一、研究背景

肿瘤相关抗原（TAA）是肿瘤发生、发展过程中细胞坏死释放、脱落或外分泌的特异蛋白产物，与人体免疫系统相互作用可产生特异性自身抗体（AAb），这些自身抗体通常与肿瘤进展有关，并且会随着肿瘤的治疗进程呈现表达水平的变化，可用于肿瘤的早期诊断、预后监测等。但是，已知的自身抗体灵敏度低（例如p53抗体，仅在约30%的肿瘤患者中被检测到），又由于治疗后随访样本收集的困难，以及传统研究生物标志物的策略效率低下等问题，导致我们对肿瘤治疗后患者自身抗体谱的改变以及改变程度缺乏系统性、全面性的研究。

 

因此，上海交通大学陶生策研究团队和上海交通大学医学院附属瑞金医院李鹤成研究团队合作，收集了肺腺癌患者手术后不同时间段的血清样本，基于HuProt™人类蛋白质组芯片系统性、全局性的优势研究患者自身抗体谱的变化，最终发现6种手术相关的自身抗体（Anti-LSP1、Anti-SPP1、Anti-PVALB、Anti-RGS20、Anti-SNRPA、Anti-CDH12），首次阐明了癌症患者手术后自身抗体的动态变化规律。该项研究成果在《EBioMedicine》发表（IF=11.2）。

 

权威期刊在线发表

 

二、研究思路

该研究共收集了术后肺癌、术前肺癌、其他肺部疾病和健康对照共204份血清样本（术前肺癌样本，n=50；术后肺癌样本，n=63；其他肺部疾病样本，n=45；健康对照样本，n=46），并基于标志物研究的“经典三阶段”，分别为发现（Discovery Phase）、测试（Test Phase）、验证（Validation Phase）开展项目实验。

 

实验设计示意图

 

 

1、发现阶段：潜在手术相关自身抗体（Surgery-AAb）标志物筛选

在发现阶段，基于HuProt™人类蛋白质组芯片，对来自5个肺腺癌患者随访的血清样本（分别为术前，PxP；术后1个月，PxA1；术后3个月，PxA3）进行检测，共计筛选出151个肺腺癌手术相关自身抗体（Surgery-AAb），其中候选蛋白的筛选标准：①LOESS（局部加权回归）归一化；②每个蛋白设置不同的cutoff阈值（阈值定义为背景值的平均值加3倍标准差并乘以蛋白系数）；③Fold Change≥1.25或Fold Change≥2（根据不同组别定义）。

 

人蛋白质组芯片检测样本结果扫描图

 

 

2、测试阶段：手术相关自身抗体（Surgery-AAb）标志物的确定

在测试阶段，研究人员基于全蛋白芯片筛选出的151个潜在自身抗体，根据其信号强度及变异范围，选择了变化较大的前57个自身抗体（AAb），并结合已知的12个，制备成肺腺癌特异的定制芯片，并扩大样本量（共计68例，分别来自5个肺腺癌患者手术前后不同时间段的血清样本）进行检测。

 

基于定制芯片测试结果，并通过筛选标准：①均值线性归一化；②Z-score标准化；③Z-score>2，共计确定6个手术相关自身抗体标志物。这些自身抗体在手术前的表达水平显著高于手术后，并随着患者手术后的恢复程度而逐步下降，而非手术相关自身抗体的表达水平无显著性变化。

 

Anti-LSP1在1号肺腺癌患术后的变化趋势

 

另外，研究人员还发现这6个自身抗体标志物分别适用于不同的个体，具有个体化差异。其中，Anti-LSP1、Anti-RGS20、Anti-SNRPA适用于1号肺腺癌患者，Anti-LSP1适用于2号肺腺癌患者，Anti-CDH12适用于3号肺腺癌患者，Anti-PVALB适用于4号肺腺癌患者，Anti-SPP1适用于5号肺腺癌患者。

 

6种手术相关自身抗体表达水平在不同患者术后进程的变化趋势

 

 

3、验证阶段：6种手术相关自身抗体（Surgery-AAb）的应用

为进一步确定所筛选的6种自身抗体作为手术后监测标志物的适用性，研究人员基于肺腺癌特异的定制芯片，再次扩大样本（共计136例，其中术前肺腺癌样本，n=45；肺部疾病样本，n=45；健康对照样本，n=46）进行验证。结果显示，肺腺癌组的自身抗体信号强度显著高于疾病对照和健康对照组的信号强度，说明这些自身抗体的特异性较好。

 

与此同时，研究人员也评估了这6种自身抗体在肺腺癌患者中的检测率，发现由于个体差异的原因，单个标志物针对肺腺癌人群的覆盖率较低（2%~14%），通过多指标联合的方式可大大提高覆盖率至35%。结果说明这6个手术相关自身抗体具备术后监测应用的价值。

 

6-Surgery-AAbs 作为肺腺癌手术相关标志物的适用性

 

 

4、小结

基于HuProt™人类蛋白质组芯片和定制芯片检测肺腺癌患者手术前后的自身抗体水平，发现对单个个体而言，血清自身抗体水平较为稳定，而不同病人间则存在较大差异。通过进一步分析和验证，最终鉴定了6个手术相关自身抗体，这些抗体的水平在手术治疗后出现显著且持续的下降，为个体化的肿瘤复发监测提供了依据，也为进一步深入研究提供了重要的数据支持。

 

这项研究首次就肿瘤术后自身抗体的变化进行全局性筛选，证明了自身抗体可用于肿瘤术后监测的价值。针对不同肿瘤，采用更大的样本以及多水平的验证以发现更多个体化、互补性的自身抗体标志物，来提高覆盖率和实用价值，是一个值得深入探索的方向。

 

肿瘤自身抗体用于个体化术后复发监测的模型

 

三、延伸拓展

在肿瘤的治疗中，除了传统的手术治疗外，近年来迅速发展起来的免疫检查点抑制剂（ICIs）是癌症治疗领域最成功的方法之一。目前熟知的ICIs包括抗细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTL A-4）、抗程序性细胞死亡1（PD-1）和抗程序性细胞死亡-配体1（PD- L1）抗体等。这些靶向免疫检查点的单克隆抗体能够恢复抗肿瘤免疫，逆转免疫逃逸，促进肿瘤细胞死亡。

 

但是，由于免疫检查点抑制剂（ICIs）能促进T细胞的活化和发展，而T细胞群具有多样性并能浸润人体大多数的器官，因此，ICIs治疗可以引起广泛的免疫相关不良事件（irAEs），以不同的频率和严重程度攻击人体几乎所有的器官。

 

ICIs治疗可引起免疫相关不良事件（irAEs）的器官

 

基于此，有国外研究团队利用HuProt™人类蛋白质组芯片，评估了597名接受伊匹单抗（IPI）或纳武单抗（NIVO）治疗的黑色素瘤患者血清中的自身抗体水平，鉴定出170个与治疗相关的自身抗体（其中，102个与IPI治疗相关，68个与NIVO治疗相关），并基于免疫毒性构建了停药预测模型。该模型效能通过独立样本进行验证并进行ROC曲线评估，结果显示，整体预测效能：AUC为0.85（敏感性为82%，特异性为78%），而单独预测IPI停药的准确度为81%；单独预测NIVO停药的准确度为88% 。目前，该项研究在扩大样本验证中，研究者希望能完善irAE相关自身抗体谱，用于临床关于肿瘤靶向治疗的优化。

 

四、全文总结

对于肿瘤的治疗，无论是传统治疗手段的预后监测，还是靶向治疗后的免疫毒性，都是系统且复杂的临床问题，而HuProt™人类蛋白质组芯片以其全局性、系统性的优势，能够为广大科研工作者提供良好的研究思路。

 

体必康科研以健康中国为己任，致力于“让临床科研不再难”，不仅提供单一的组学技术服务：如HuProt™人类蛋白质组芯片实验和数据分析，还提供解决临床问题的整体研究方案，与临床医生一起，从临床问题出发，系统全面地解析生命过程的发生、发展机制。

 

 

参考文献

[1] Li Y. et al.Longitudinal serum autoantibody repertoire proflining identifies surgery-associated biomakers in lung adenocarcinomas.EBioMedicine.

[2] Filipe Martins,et al.Adverse effectsof immune-checkpoint inhibitors: epidemiology, management and surveillance.Nature Reviews Clinical Oncology.

[3] Osman, I. et al.Using autoantibody signatures to predict immunotherapy discontinuation in melanoma patients.J.Clinical Oncology 38(15).

 

图片来源：参考文献

 

本文作者：杨思贤

 

 

下期预告

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