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Cell Rep Med(IF=14.3):血浆蛋白组发现风险儿童发生1型糖尿病的预测标志物

Cell Rep Med(IF=14.3):血浆蛋白组发现风险儿童发生1型糖尿病的预测标志物

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:标志物研究俱乐部

【概要描述】血浆蛋白标志物在糖尿病早期诊断中的应用

Cell Rep Med(IF=14.3):血浆蛋白组发现风险儿童发生1型糖尿病的预测标志物

【概要描述】血浆蛋白标志物在糖尿病早期诊断中的应用

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:标志物研究俱乐部
  • 发布时间:2023-09-06 15:25
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在1型糖尿病中,人体的免疫系统会攻击并破坏β细胞。在此之前,没有办法确定有遗传倾向的群体何时会对胰岛细胞产生自身免疫。检测即将发生的自身免疫的生物标记物将帮助医生监测患者的病情,并在症状出现之前做好更快的医疗护理。

2023年6月29日,美国太平洋西北国家实验室研究人员在Cell Reports Medicine(IF=14.3)杂志发表了一篇题为“Plasma protein biomarkers predict both the development of persistent autoantibodies and type 1 diabetes 6 months prior to the onset of autoimmunity”的文章,鉴定了一组83 种改变的血浆蛋白质可以预测哪些儿童会发展为胰岛自身免疫islet autoimmunity或 1 型糖尿病T1D

一项名为“TEDDY—青少年糖尿病的环境决定因素”的大型综合研究对北美和欧洲6个研究地点近1000名儿童的8000多个血浆样本(从出生到六岁期间采集的多个血液样本)进行了分析。TEDDY包括由于基因构成而比其他人更容易患T1D的儿童。

|   研究设计

该研究旨在确定预测IA和T1D发展的生物标志物,样本分为 8 组:在6岁时发生T1D的个体(T1D组)或仍处于IA的个体,研究由两个阶段组成:发现阶段纳入n = 184,进行血浆非靶向蛋白质组学分析;随后的验证阶段则纳入跨多个时间点的更大队列n = 990,通过靶向蛋白质组学对选定的候选生物标志物进行分析(图1)。

图1 研究设计

|   研究结果

1、发现阶段筛选候选蛋白标志物

在发现阶段采用非靶向蛋白质组学检测184名儿童的2252份血液样本总共鉴定了1720种蛋白质的36252种肽。最终研究人员发现了376种蛋白质在两组之间存在显著差异(图2)。

图2 发现阶段数据处理及分析

2、候选蛋白质生物标志物的验证

靶向蛋白质组学检测990名儿童的6426份血液样本(图3A)。基于特定的筛选标准最终选择了167种蛋白质用于验证阶段,其中811种肽被选择用于靶向蛋白质组学验证,成功检测了来自所有167种蛋白质的总共694种肽(图3B)。定量分析发现83 种 (50%) 蛋白质的127种肽具有显著差异,并且在 I1、T1、I2 和 T2 比较中显示出与发现阶段相似的丰度模式,验证了它们作为生物标志物的作用。

图3 候选蛋白质生物标志物的验证

3、用于预测 T1D 发病的 ML 模型

研究使用逻辑回归构建可以预测不同结果的机器学习模型,识别基于最能预测不同结果的肽组的模型,并通过重复100次引导迭代的交叉验证来测试它们。ROC分析显示模型可以提前6个月高精度预测6岁时的IAT1D状态,曲线下的平均面积为0.8710.918(图4A)。该模型中涵盖的血浆蛋白包括补体和凝血级联的蛋白质(例如 C4B、C5、C6、C8B、C9、F2 和 F5)、细胞外基质( 例如 MMP2、COL1A1、COL1A2、WVF 和 ADAMTS13)以及抗原加工和呈递(HLA-A、HLA-B 和 B2M),表明它们是疾病发展中的重要过程。

图4 候选蛋白质生物标志物的验证

|   总结与讨论

开发出用于诊断和预后的特异性、敏感性和非侵入性生物标志物有利于患者的临床管理。该研究先通过血清蛋白质组学手段,找到了差异表达的蛋白,随后纳入独立样本分别开展靶向蛋白质组学和ELISA验证蛋白差异。进一步基于差异蛋白构建的Panel,发现具备较高的诊断效能,对我们开展其他疾病的血清蛋白标志物提供了很好地研究范本。

华盈生物--血液标志物完整解决方案构建者

1)“蛋白芯片”和“蛋白质谱”双平台技术服务体系将完美助力于血液蛋白标志物的发现,双管齐下,最大限度的不漏筛低丰度的血液蛋白,发现最具临床意义的标志物。

2)“外泌体研究体系”可全面筛选血液外泌体中的RNA、蛋白、脂类等,针对外泌体微量体系,后续验证阶段华盈生物可提供数字PCR、Simoa等超灵敏检测技术,最大限度减少在大队列验证过程中数据缺失值的问题。目前华盈已经实现了外泌体“分离—鉴定—标志物筛选 —验证—建模”一站式服务体系。

3)“20k人类蛋白组芯片”包含大约2万多种人类蛋白,可全面筛选血液自身抗体,发现肿瘤、自身免疫疾病等新的自身抗体诊断标志物。

4)“ISOP单细胞功能蛋白组”可实现对单个细胞亚群的32种功能分泌蛋白组的检测,发现关键的多功能性细胞,作为肿瘤免疫治疗、CAR-T细胞治疗的预测标志物。

5)空间单细胞蛋白组学可获得特定组织结构中细胞亚群数量、细胞邻域的细胞关系图谱、细胞间的通讯网络、以及免疫检查点等关键功能蛋白在单个细胞上的表达定位等高级空间信息,可用于疗效预测及肿瘤转移、预后等标志物的发现。

多年来华盈生物服务客户已经覆盖国内各大著名的高校院所和多位院士课题组。华盈的专业和专注也已获得业界普遍认可,合作者的科研成果也先后在Cancer Cell、PNAS、 J Clin Invest、Nat Commun、J Hepatol、Sci Transl Med、Circulation等著名期刊上发表。

|   相关文献

Nakayasu ES, Bramer LM, Ansong C, et al. Plasma protein biomarkers predict the development of persistent autoantibodies and type 1 diabetes 6 months prior to the onset of autoimmunity. Cell Rep Med. 2023 Jul 18;4(7):101093.

 

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