一种基于蛋白质组学和非靶向代谢组学联合的食管鳞癌分子分型标志物及其应用制造技术

本发明专利技术属生物医学技术领域，为解决目前

【技术实现步骤摘要】
一种基于蛋白质组学和非靶向代谢组学联合的食管鳞癌分子分型标志物及其应用


[0001]本专利技术属于生物医学
，具体涉及一种基于
DIA
蛋白质组学和非靶向代谢组学联合的食管鳞癌
ESCC
分子分型标志物及其应用
。

技术介绍

[0002]食管癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一
。
在全球范围内，食管癌每年的新发病例超过
60
万例，死亡人数则有
54
万例左右，死亡率高居所有癌症的第六位
[1]。
而与其他恶性肿瘤相比，目前
ESCC
的靶向治疗药物十分有限，近年来以
PD
‑
1/PD
‑
L1
抑制剂为代表的免疫治疗在
ESCC
治疗中发挥了显著疗效，为
ESCC
带来新的契机
。
然而对于二线治疗，免疫治疗仅能达到
20%
左右的客观有效缓解率，如帕姆单抗在
PD
‑
L1 CPS≥1
的患者中与紫杉醇二线治疗相比并没有总生存期获益，但显示出更好的安全性；对于一线治疗，有效缓解时间也仅维持7个月；新辅助免疫治疗的客观缓解率相比新辅助放化疗并未明显提高
[4
‑
6]。
[0003]基于
ESCC
及其微环境的高异质性，组学研究的分子分型是剖析肿瘤及微环境异质性的有效方法，研究不同亚型的分子特征，对认识肿瘤发展的分子机制
、
发现新的具有潜在治疗靶点的分子变化和代谢特征
、
帮助实现精准治疗有重要意义
。
[0004]目前国际上已有一些基于不同组学水平的
ESCC
的分子分型
。
例如，
TCGA
将食管癌根据基因组学和甲基化组学特征分为3个亚型，亚型1中
NFE2L2
的突变与患者的不良预后以及对放化疗耐受相关，亚型2中的患者
ZNF750
或
NOTCH1
基因的突变率较高，而亚型3中则
DNA
甲基化水平较高
[7]。
然而该研究样本例数较少且未纳入中国的患者，其分型是否使用与中国的食管鳞癌患者还未明确
。 Cui
等基于
508
例中国来源的
ESCC
的全基因组测序，将患者分为
NFE2L2
突变型
、RTK
‑
RAS
‑
MYC
拷贝数扩增型以及双阴型3种亚型
[8]。Li
等通过蛋白质组学和磷酸化修饰组学将
ESCC
分为2个亚型，亚型2中剪接体与核糖体蛋白上调，并且提出三种潜在药物可能对亚型2的患者有效
[9]。
最新的一项研究中，
Liu
等联合全基因组
、
表观基因组
、
转录组和蛋白质组学数据，将
ESCC
患者分为4个亚型：免疫调节型（
IM
），免疫抑制型（
IS
），细胞周期激活型（
CCA
），
NRF2
激活型（
NRFA
），并制定出针对不同亚型食管鳞癌的治疗策略
[10]。
以上的分子分型研究虽然从多角度揭示了
ESCC
及微环境的异质性，但多聚焦于基因组变异层面和肿瘤发生机制层面，与肿瘤表型之间难以形成直接对应的关系
。
另一方面，由于缺乏代谢组学的分型特征，以上的研究均未揭示微环境中代谢异质性及调控机制
。
[0005]代谢组学是一种从代谢物水平对生物系统进行研究的方法，主要研究代谢产物（如葡萄糖
、
氨基酸
、
脂质等）在生物体内的水平
、
分布的变化及其与生理病理过程的关联，揭示组织
、
细胞
、
生物体的代谢特征和代谢物之间的相互作用关系
。
代谢组学在肿瘤中的研究具有广泛的应用前景，可以为肿瘤的早期诊断
、
治疗指导和预后评估提供重要信息，识别肿瘤发生的癌症标志物和驱动因素，是肿瘤研究和精准医学的重要组成部分之一
[11]。
[0006]肿瘤发生和发展需要肿瘤细胞的代谢重编程，肿瘤细胞通过各种代谢途径（如糖类
、
脂类
、
氨基酸类代谢）自主改变其通量，以满足增加的生物能量和生物合成需求，并减轻
肿瘤细胞增殖和存活所需的氧化应激，肿瘤细胞代谢的变化也会引起使肿瘤微环境中代谢物的变化
[12]。
肿瘤微环境代谢特征的改变通常可以重塑肿瘤内的免疫反应，影响免疫细胞功能，一些靶向癌症代谢药物已证明能够助力肿瘤免疫治疗
[13]，如谷氨酰胺酶
‑
1(GLS1)
的抑制剂
CB
‑
839
通过阻断癌细胞中的谷氨酰胺代谢通路，增强免疫细胞功能；该药的单一用药及与 PD
‑
1 抑制剂的联合使用已进入肾癌
、
乳腺癌等多种肿瘤的临床试验
[14]。
癌细胞中高水平的吲哚
‑
2,3
双加氧酶
(IDO)
可降低肿瘤微环境中色氨酸的可用性，抑制
CD8+T
细胞的杀瘤功能；还将色氨酸分解为犬尿氨酸，诱导树突和调节性
T
细胞的免疫抑制；早期多个Ⅰ/Ⅱ期临床试验也证实小分子
IDO
抑制剂可以提高黑色素瘤等恶性肿瘤的免疫治疗疗效
[15,16]。
[0007]蛋白质和代谢物都处于生命活动的下游部分，二者有紧密的关联
。
蛋白质作为生命活动的承担者，可以提示机体将发生的生命活动，而代谢物则提示机体已发生的生命活动，反映细胞所处的微环境
。
与基因层面相比，蛋白质和代谢物的变化更能反映表型特征
。
目前国际上已有一些蛋白质组学和代谢组学联合的研究：
Geiger
等通过蛋白质组学和代谢组学联合分析，共同揭示了胞内高水平的
L
‑
精氨酸能够影响
T
细胞的激活
、
分化
、
生存进而增强机体抗肿瘤能力，并且发现了3个与
T
细胞的生存密切相关的
L
‑
精氨酸敏感的转录因子
[17]。Wozniak
等对
294
例金黄色葡萄球菌菌血症（
SAB
）患者血清样本进行分析，揭示早期预测和致病性特征，建立了可以准确预测
SAB
患者死亡率的致病特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
DIA
蛋白质组学和非靶向代谢组学联合的食管鳞癌
ESCC
分子分型标志物，其特征在于：所述标志物为4个蛋白和2个代谢物组成的组合，其中4个蛋白为：己糖激酶3即
HK3,Sec1
家族结构域蛋白1即
SCFD1,
胞裂蛋白5即
SEPTIN5,
信号序列受体
α
亚基即
SSR1
；2个代谢物为肌酸即
Creatine
，2‑
脱氧
‑
D
‑
葡萄糖即2’
DG。2.
权利要求1所述的基于
DIA
蛋白质组学和非靶向代谢组学联合的食管鳞癌
ESCC
分子分型标志物的应用，其特征在于：所述标志物在食管鳞癌分型中的应用
。3.
根据权利要求2所述的应用，其特征在于：具体分型方法为：（1）收集用于组学检测的肿瘤组织以及配对的癌旁正常组织，同时收集对应的临床信息数据，组成实际分析队列；（2）对实际分析队列进行
DIA
定量蛋白质组学以及非靶向代谢组学检测；对所得的数据进行质控分析，剔除异常样本，重新整合剩余样本的检测数据；对所得的数据进行标准化处理，并且筛选出肿瘤组织与癌旁组织显著差异的蛋白和代谢物，用于后续分型；（3）根据步骤（2）所得差异表达蛋白和代谢物在肿瘤组织中的表达水平，利用相似性网络融合的方法将食管鳞癌患者分为食管鳞癌Ⅰ型
、
食管鳞癌Ⅱ型与食管鳞癌Ⅲ型；（4）筛选步骤（3）中各亚型的特征蛋白和代谢物，并且构建出分类器模型，该分类器模型可区分Ⅰ、Ⅱ型与Ⅲ型，该模型由多个蛋白和代谢物组成
。4.
根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述分类器模型为4个蛋白和2个代谢物组成的组合，其中4个蛋白为：己糖激酶3即
HK3,Sec1
家族结构域蛋白1即
SCFD1,
胞裂蛋白5即
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔永萍，张玲，高迎真，成晓龙，杨斌，翟元芳，王芳，李泓漪，
申请(专利权)人：山西医科大学，
类型：发明
国别省市：