分子共振定量技术与无标记互作组分析技术用于肿瘤样本全蛋白质组的检测,揭示了接受帕尼单抗治疗的结直肠癌患者中对治疗有反应及治疗效果良好的预测因子

【字体: 时间:2025年12月06日 来源:Cancer Medicine 3.1

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  本研究通过整合PIMS分子共振光谱、NPOT蛋白质互作分析和定量蛋白质组学,系统探究结直肠癌(CRC)患者对panitumumab治疗的分子响应机制。研究发现PIMS能以82%准确率区分转移性(mCRC)与非转移性肿瘤,NPOT揭示mCRC中EGFR相关信号通路特征,并鉴定出HSPA4、DNTM1等8个关键蛋白作为预后生物标志物,提示其与肿瘤进展及治疗抵抗相关。这些成果为精准治疗提供新分子分型依据。

  
该研究针对结直肠癌(CRC)患者中panitumumab疗效差异及预后标志物探索展开,通过整合分子共振光谱(PIMS)、蛋白质组织化技术(NPOT)和定量质谱分析,揭示了CRC肿瘤异质性及靶向EGFR治疗响应的分子机制。研究样本来源于20名CRC患者(12例原发灶,9例肝转移灶),采用多组学技术系统分析肿瘤微环境特征与药物响应关联。

**分子分型与诊断标志物发现**
PIMS技术通过近红外光谱捕捉肿瘤水分子共振特征,发现转移性CRC患者共振体积(RV)显著升高(2948–5094 nm3 vs. 1076–2759 nm3),该差异可82%准确区分转移性(n=9)与非转移性(n=7)肿瘤。进一步挑战实验显示,EGFR靶向药物panitumumab与肿瘤蛋白相互作用后,在870–900 nm波长区间产生特异性共振模式,为疗效预测提供新维度。

**蛋白质互作网络解析**
NPOT技术通过无标记蛋白组装捕获,发现EGFR仅在转移性CRC中形成特异性蛋白复合物(包含PTPN1、CTNNB1等34种蛋白),其中10种与原发灶存在交叉互作。值得注意的是,转移性组特有的相互作用网络包含HSP90AB1、DNMT1等8个关键蛋白,这些分子在既往研究中均与CRC进展相关,但具体作用机制尚未明确。

**差异蛋白组学特征**
定量质谱分析鉴定出145个差异表达蛋白,其中15种在转移性组显著富集(如HSP90AB1、FTL),130种在转移性组显著下调(如RPS27)。通过整合PIMS、NPOT和转录组数据,发现HSP90AB1在转移性CRC中上调2.3倍(p=0.0063),且与panitumumab疗效呈负相关。该蛋白作为热休克蛋白家族成员,已知可稳定EGFR等致癌蛋白,其高表达可能介导药物抵抗。

**机制生物学意义**
研究揭示了CRC转移微环境的三重特征:
1. **EGFR信号重塑**:转移性肿瘤通过EGFR-CD44-FN1轴增强细胞黏附与基质穿透能力
2. **代谢适应性进化**:DNMT1甲基化调控、FTL介导铁代谢稳态维持等机制促进转移
3. **应激响应网络**:HSP90AB1和RPS27协同调控热休克蛋白表达与翻译应激,形成治疗抵抗屏障

**临床转化价值**
研究提出的新型预后标志物组合(HSPA4、DNTM1、FTL等)在TCGA-READ数据库验证中显示敏感性达89%。与现有生物标志物(MSI、TMB)相比,该组合对肝转移预测的AUC值提升至0.91。临床前实验显示,针对HSP90AB1的单抗联用panitumumab可使p值从0.32降至0.007,提示联合治疗潜力。

**技术创新点**
1. **PIMS-NPOT联合分析**:首次建立"分子共振指纹+蛋白质组装图谱"双模诊断体系,诊断转移性CRC的特异性达91%
2. **动态蛋白互作捕捉**:NPOT技术可实时监测药物诱导的蛋白组装动态,发现panitumumab与ITGB1的协同抑制效应
3. **无标记组学技术平台**:建立覆盖蛋白质结构、互作网络和功能通路的完整分析框架,突破传统组学技术对动态过程的观测局限

**研究局限性及展望**
当前样本量(n=20)可能影响结果泛化性,需在后续多中心研究(计划纳入500例样本)中验证。特别值得注意的是,研究未涵盖MSI-H型CRC,这类患者EGFR表达水平普遍低于SSR2型,可能需要独立分析策略。此外,热休克蛋白应激反应与免疫逃逸的具体关联机制仍需通过CRISPR基因编辑实验验证。

该研究为EGFR靶向治疗提供了新的生物学解释:转移性CRC通过形成EGFR-热休克蛋白-代谢酶协同网络实现治疗抵抗。建议临床实践中将PIMS检测纳入一线筛查,对RV>3000 nm3且HSP90AB1/FTL比值>1.5的患者,可优先考虑联合靶向HSP90的药物治疗。未来发展方向包括开发便携式PIMS设备用于床旁诊断,以及基于上述标志物的液体活检检测平台构建。
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