基于蛋白质组微阵列筛选乙型肝炎相关肝细胞癌的癌症特异性生物标志物

Screening of Cancer-Specific Biomarkers for Hepatitis B-Related Hepatocellular Carcinoma Based on a Proteome Microarray.

作者信息Wudi Hao, Danyang Zhao, Yuan Meng, Mei Yang, Meichen Ma, Jingwen Hu, Jianhua Liu, Xiaosong Qin
PMID39489219
发布时间2024-12
DOI10.1016/j.mcpro.2024.100872

实验完整度

研究包含初步筛选(HuProt微阵列)、HCC重点队列(HCC-focused arrays)和ELISA验证队列三个独立证据层级,并进行了功能富集、生物信息学分析及临床相关性验证,符合高等级判定标准。

主要模型

健康对照(HC)血清样本 慢性乙型肝炎(CHB)患者血清样本 乙型肝炎相关肝硬化(HBC)患者血清样本 乙型肝炎相关肝细胞癌(HCC)患者血清样本

重点核对

初筛队列样本量:8例HC、5例CHB、5例HBC、11例HCC,使用HuProt v4.0芯片 HCC重点队列样本量:60例HC、35例CHB、35例HBC、97例HCC,使用HCC-focused arrays ELISA验证队列样本量:65例HC、65例CHB、65例HBC、65例HCC 筛选标准:|log2FC| > 1,p < 0.05,阳性率≥50%

摘要

肝细胞癌(HCC)是死亡率最高的癌症之一,其早期诊断具有重要的临床价值。血清生物标志物,特别是甲胎蛋白(AFP),是HCC最有前景且应用最广泛的诊断生物标志物。然而,其在HCC早期阶段检出率低,且难以区分其他肝脏相关疾病(如肝硬化和急性肝炎)的特异性假阳性。因此,本研究旨在通过筛选针对肿瘤相关抗原(TAAbs)的差异表达自身抗体,来鉴定乙型肝炎(HBV)相关肝脏疾病的生物标志物。我们设计了一项大规模多阶段研究,包括初步筛选队列、HCC重点队列和ELISA验证队列,利用蛋白质微阵列技术鉴定HBV相关肝脏疾病(从健康对照(HC)个体到慢性乙型肝炎(CHB)、乙型肝炎相关肝硬化(HBC)和HCC患者)中潜在的TAAbs。通过生物信息学分析TAAbs的差异生物学特征。使用ELISA验证HCC的肿瘤特异性生物标志物。在筛选队列中,与HC组相比,HCC组鉴定出547个候选TAAbs。在HCC重点队列中,与HC组相比,CHB、HBC和HCC组分别鉴定出64、61和65个候选TAAbs。从HC到CHB、HBC和HCC患者,有34种蛋白表达持续升高。其中,9个被确定为癌症特异性蛋白。在验证队列中,UBE2Z、CNOT3和EID3与乙型肝炎相关HCC患者的肝功能指标相关。总之,UBE2Z、CNOT3和EID3成为HBV相关肝脏疾病的癌症特异性生物标志物,为其临床应用提供了科学依据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
寻找能够早期诊断乙型肝炎相关肝细胞癌(HCC)的癌症特异性生物标志物。
核心机制
研究发现UBE2Z、CNOT3和EID3是与乙型肝炎相关肝病进展相关的肿瘤特异性自身抗体,并与肝功能指标相关,提示其可能参与HCC的发生发展。
主要证据
通过HuProt蛋白微阵列筛选、HCC-focused阵列验证和ELISA验证,发现UBE2Z、CNOT3和EID3在HCC患者血清中持续升高,且与多种肝功能指标显著相关。
研究意义
UBE2Z、CNOT3和EID3可作为乙型肝炎相关HCC早期诊断的潜在癌症特异性生物标志物,为HCC的临床管理提供科学依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

初步筛选候选TAAbs

利用HuProt蛋白微阵列筛选乙型肝炎相关肝病中差异表达的自身抗体。

使用HuProt v4.0芯片对健康对照(HC)、慢性乙型肝炎(CHB)、乙型肝炎相关肝硬化(HBC)和肝细胞癌(HCC)患者血清样本进行筛选,比较各组候选TAAbs。

2

HCC重点队列验证

在更大的队列中验证初步筛选出的候选TAAbs。

基于初步筛选结果构建HCC-focused arrays,对HC、CHB、HBC和HCC患者血清样本进行检测,进一步筛选候选TAAbs。

3

生物信息学分析

分析候选TAAbs的生物学功能及相关通路。

通过GO/KEGG富集分析、聚类分析和生物特征分析,揭示差异表达蛋白的功能和通路。

4

ELISA验证肿瘤特异性生物标志物

验证候选肿瘤特异性蛋白在独立队列中的表达水平。

通过ELISA检测候选蛋白(UBE2Z, CNOT3, HSPD1, EID3, FKBP1A, EHD1, PFAS, AGAP1, LSM5)在血清中的水平。

5

临床诊断能力评估

评估肿瘤特异性生物标志物及其组合的诊断能力。

通过相关性分析评估生物标志物与肝功能指标的关系,并计算AUC值评估其诊断效能。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
HuProt v4.0 芯片CDI Laboratories, Inc.--
重组蛋白UBE2ZCDIJHU03739
重组蛋白CNOT3CDIJHU19801
重组蛋白HSPD1CDIJHU02056
重组蛋白EID3CDIJHU06939
重组蛋白FKBP1ACDIJHU02532
重组蛋白EHD1CDIJHU30155
重组蛋白PFASCDIJHU30419
重组蛋白AGAP1CDIJHU12270
重组蛋白LSM5CDIJHU07728
小鼠抗GST标签抗体Bioss Technology Co, Ltd.bsm-33007M
兔抗人IgG H&L(HRP)Abcam Technology Co, Ltd.ab6759
山羊抗小鼠IgG H&L(HRP)Abcam Technology Co, Ltd.ab97023
脱脂牛奶BD Technology Co, Ltd.1053907
终止液Sobarbio Technology Co, Ltd.C1058
血清采集管BD Medical Equipment Co, Ltd.--
Cobas E601 化学发光分析仪Roche Diagnostics--
C2000 全自动化学发光分析仪Hotgenbio--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
血清样本收集
血清采集管(BD Medical Equipment Co, Ltd)、离心条件(3000g,10分钟,4°C)、储存温度(-80°C)
阅读提示:见Experimental Procedures中的Serum Samples Collection
HuProt微阵列筛选
芯片类型(HuProt v4.0)、血清稀释倍数(1:1000)、封闭液(5% BSA)、孵育时间(1小时)、洗涤次数(TBST三次)
阅读提示:见Experimental Procedures中的HuProt Arrays and Serum Profiling Assays
HCC-focused阵列
芯片构建基于493个DEPs,血清样本稀释倍数(100倍)
阅读提示:见Experimental Procedures中的HuProt Arrays and Serum Profiling Assays
ELISA验证
检测的蛋白(UBE2Z, CNOT3, HSPD1, EID3, FKBP1A, EHD1, PFAS, AGAP1, LSM5),样本队列(65例HC、65例CHB、65例HBC、65例HCC)
阅读提示:见Experimental Procedures中的ELISA Assay和Results中的Validation of Tumor-Specific Biomarkers
生化指标检测
肝功能指标(TP, AlbG, TBA, GGT, Alkp, CHE, BilT, BilD, PA1)和HCC血清标志物(AFP, AFP-L3, PIVKA-Ⅱ)
阅读提示:见Experimental Procedures中的Biochemical Indicators Test