基于iTRAQ和PRM的胃癌唾液蛋白质组学研究：新型无创生物标志物的发现与验证

本综述系统阐述了利用同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）和平行反应监测（PRM）技术筛选胃癌患者唾液差异表达蛋白的研究。研究成功鉴定出S100A8、S100A9、CST4、CST5等关键蛋白，其在唾液中呈现特异性表达模式（尤其CST4/5在唾液中下调而在组织/血液中上调），揭示了唾液蛋白质组学在胃癌无创早期诊断中的巨大潜力，为开发新型液体活检策略提供了重要理论依据。

　　

背景

胃癌（GC）是全球重大健康问题，2020年新发病例超100万例。中国是胃癌高发区，2016年新发病例达39.65万例，粗发病率为28.68/10⁵。由于80%患者确诊时已属晚期，预后极差。唾液作为新兴诊断样本，包含蛋白质、核酸等生物分子，能反映局部和全身生理状态。其采集简便、非侵入、成本低，特别适合人群筛查。本研究旨在通过唾液蛋白质组学探索胃癌新型无创生物标志物。

材料与方法

样本来自2019年9月至2020年9月深圳地区的胃癌患者和健康对照。胃癌患者纳入标准包括组织学确诊、未接受放化疗、年龄18-75岁。最终纳入68例样本（发现阶段36例，验证阶段32例）。采用iTRAQ技术分析唾液蛋白质组，使用Proteome Discover 1.3软件处理数据，设定差异表达蛋白（DEPs）阈值为p < 0.05且fold change >1.5或 <0.67。通过基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）和蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络进行功能注释。采用PRM技术验证候选蛋白，并通过Kaplan-Meier（KM）生存分析评估预后价值。

结果

1. 1.
   蛋白质鉴定与差异表达
   共鉴定出671个具有独特肽段的唾液蛋白。胃癌组1（n=12）和组2（n=13）分别检测到124和102个DEPs。两组共有56个重叠DEPs（24个上调，32个下调）。聚类热图显示胃癌组与对照组蛋白表达谱存在显著差异。
2. 2.
   功能富集分析
   GO分析显示DEPs显著富集于细菌防御反应、基因表达调控、染色质组装等生物过程；细胞组分主要涉及核小体、分泌颗粒腔等；分子功能集中在钙黏蛋白结合等。KEGG通路分析突出系统性红斑狼疮、中性粒细胞胞外陷阱形成、IL-17信号通路等。PPI网络识别出39个关键DEPs，参与细胞增殖、凋亡等过程。
3. 3.
   PRM验证
   10个候选DEPs经PRM验证，其中4个蛋白（S100A8、S100A9、CST4、CST5）表达趋势与iTRAQ一致。S100A8和S100A9在胃癌唾液中上调，而CST4和CST5显著下调。值得注意的是，CST4和CST5在唾液中下调，但在胃癌组织和血液中报道为上调，呈现独特表达模式。
4. 4.
   预后分析
   基于TCGA数据的KM生存分析显示，组织中高表达CST4和CST5与较差无进展生存期（PFS）相关（HR>1），提示其作为风险因子的潜力。

讨论

本研究首次报道唾液CST4在胃癌中下调，与传统组织/血液表达模式相反，提示唾液生物标志物可能反映独特生理病理机制。S100A8/A9形成的钙卫蛋白在多种癌症中高表达，通过调控Bax/Bcl-2比率诱导细胞凋亡。CST家族蛋白与半胱氨酸蛋白酶平衡失调参与肿瘤发生发展。研究局限性包括样本量较小（n=68），缺乏多中心验证，后续需扩大样本并优化PRM检测灵敏度。

结论

唾液蛋白质组学研究发现S100A8、S100A9、CST4、CST5可作为胃癌潜在无创诊断生物标志物。这些蛋白的特异性表达模式为开发唾液检测试剂盒奠定基础，未来通过机器学习整合多标志物有望提高诊断准确性，推动胃癌早期筛查临床应用。