新闻资讯

新闻资讯
留言咨询
与最新消息保存同步
/
/
Lancet Respir Med(IF:30.7):如何利用蛋白质组学技术巧妙地进行大队列研究?

Lancet Respir Med(IF:30.7):如何利用蛋白质组学技术巧妙地进行大队列研究?

【概要描述】蛋白质组学已经在临床标志物研究中有了广泛和深度的应用。不仅如此,蛋白质组学还可以揭示疾病的发生机制,发现潜在的药物靶点,指导临床用药。

Lancet Respir Med(IF:30.7):如何利用蛋白质组学技术巧妙地进行大队列研究?

【概要描述】蛋白质组学已经在临床标志物研究中有了广泛和深度的应用。不仅如此,蛋白质组学还可以揭示疾病的发生机制,发现潜在的药物靶点,指导临床用药。

  • 分类:华盈视角
  • 作者:华盈生物
  • 来源:
  • 发布时间:2022-04-26 10:26
  • 访问量:
详情

蛋白质组学已经在临床标志物研究中有了广泛和深度的应用。不仅如此,蛋白质组学还可以揭示疾病的发生机制,发现潜在的药物靶点,指导临床用药。今天小编就为大家分享一篇国际多中心,大队列的疾病诊断、预后和药效标志物的研究。研究者通过痰液蛋白质组学发现了和支气管扩张严重程度相关的标志物,并在多个独立队列中进行了验证。相关成果在今年发表于Lancet Respir Med(IF:30.7)1。本研究将如何巧妙地进行科学的、合理的和创新性的队列研究规划、最大程度地合理利用临床资源等大家关注的科研窍门,体现的淋漓尽致,值得大家参考。

|   一、蛋白质组学发现与支气管扩张严重程度相关的潜在标志物

研究者首先推测重度和轻度的支气管扩张患者存在不同的炎症状态。因此研究者纳入了20例重症和20例轻症的患者,采集痰液,开展了label free蛋白质组学研究(图1A)。在所有样本中总共鉴定了709个蛋白(unique peptides > 2),其中鉴定了96个差异蛋白。这些差异蛋白很多与中性粒细胞炎症相关,其中重症组中最显著上调的几个蛋白与中性粒细胞外诱捕网(neutrophil extracellular trap, NET)有重要关系,例如RETN, S100-A9,S100-A8, neutrophil elastase ELANE , AZU1, MPO,LCN2(图1B)。研究者利用ELISA对其中3个蛋白ELANE、RETN和S100A12的进行了验证,检测结果与质谱一致(图1C)。

 

图1 痰液蛋白质组学发现潜在标志物

|   二、NET浓度作为支气管扩张的诊断和预后标志物

前期的痰液蛋白质组学发现了很多NET的成分蛋白在重症组中显著上调,而NET的形成确实与肺部炎症密切相关,这就说明检测NET的浓度可能可以诊断支气管扩张疾病的严重程度。研究者采用了ELISA技术,对痰液的histone-elastase 复合物的浓度进行检测,从而对NET进行定量分析。研究者在两个队列中开展了NET浓度的检测。首先是一个单中心的队列包括151例支气管扩张、9例囊性纤维、66例慢性阻塞性肺病、10例哮喘和13例健康者。结果发现了支气管扩张组和囊性纤维组的痰液NET浓度相似,但是显著高于其他的组别(图2A);重症支气管扩张组显著高于轻、中症组(图2B);高NET浓度的患者病情恶化的程度增加(图2C)并且总生存率降低(图2D)。研究者又通过另外一个275例支气管扩张患者的多中心队列进行了验证,检测结果和上述一致。

 

图2 NET浓度作为支气管扩张的诊断和预后标志物

细菌会诱导NET形成,不同NET的浓度或许和体内不同的细菌有关。因此研究者对上述第一个队列的151例患者进行了痰液16s rRNA测序,发现了富含假单胞菌或嗜血杆菌的患者有着更高的NET浓度(图3A)。研究者还对上述第2个队列的275例患者进行了痰液或血清的细胞因子检测,发现了NET浓度和IL-10, TNF-α, IL-1β和IL-8显著相关(图3B)。这些分析结果或许为后续的疾病机制研究提供了一定的线索。

 

图3 发现和NET相关的微生物和细胞因子

|   三、NET浓度作为支气管扩张用药的标志物

微生物组学发现了某些病原菌在NET浓度高的的重症患者中数量增加,因此研究者推测利用抗生素处理会减少NET的浓度。研究者首先纳入了20例恶性的支气管扩张患者,分别在基线期和抗生素处理14天后收集痰液进行label free蛋白质组学。结果发现了抗生素处理后39个蛋白发生了变化,包括23个下调和16个上调的蛋白(图4A),其中10个下调的蛋白和NET的形成有关(图4B),说明抗生素处理或许可以减少NET的浓度。但是研究者发现了其中绿脓假单胞菌阳性的患者在基线期NET蛋白的丰度更高,并且在这类人群中抗生素处理后某些NET蛋白减少的幅度变小,例如MPO、ELANE和AZU1(图4C)。为了验证这个结果,研究者纳入了11例绿脓假单胞菌阳性的患者,9例阴性患者,利用抗生素处理14天后,对比痰液中NET浓度的变化。结果发现了绝大多数阴性患者抗生素治疗后痰液NET浓度显著降低,但是绝大多数阳性患者没有显著变化(图4D)。并且这些绿脓假单胞菌阳性患者病情恶化加剧的时间会显著缩短。这些结果暗示了痰液NET浓度在抗生素处理后变化不明显和绿脓假单胞菌阳性的患者对抗生素处理不敏感相关。

 

图4 抗生素处理改变NET浓度

大环内酯类药物对治疗支气管扩张是非常有效的药物,特别是对绿脓假单胞菌阳性的患者。但是大环内酯类药物不具有抗绿脓假单胞菌的作用,所以治疗有效性受益于哪些方面并不清楚。上述的蛋白质组学发现了绿脓假单胞菌阳性的患者的NET浓度相对更高,所以研究者推测大环内酯类药物或许通过减少NET浓度发挥疗效。研究者首先纳入了52个绿脓假单胞菌阳性的支气管扩张患者,其中26例患者每周3次服用每次剂量250mg的阿奇霉素,持续1年,另外26例不接受阿奇霉素治疗,结果和基线期相比,药物治疗后的痰液NET浓度显著降低,但是非治疗组却没有变化(图5A)。此类药物处理NET相关的其他疾病是否也有相似的效果呢。于是研究者又纳入了人47例哮喘患者,其中27例阿奇霉素治疗,20例施加安慰剂,结果同样发现了相比安慰剂组,药物治疗组的痰液NET浓度显著降低(图5B)。

 

图5 大环内酯类药物改变NET浓度

通过以上解读我们可以看到蛋白质组学发现了关键差异蛋白是整个研究的第一关,也是最关键的一步,之后再基于蛋白质组学的分析开展标志物的验证分析。特别值得一提的是本研究通过蛋白质组学还发现了作用机理不明的有临床效果药物的潜在机制,可能为临床指导用药提供新的途径。

 

如果“标志物研究俱乐部”读者们也想进行类似研究,可参考小编为大家整理的研究思路:

 

 

华盈生物在蛋白组学领域,特别是质谱检测和数据分析等方面都有强大的专业团队,并且具有多个大队列标志物研究的项目经验。在前期筛选标志物阶段,华盈生物可以提供多种非靶向蛋白组学技术包括label free、TMT、DIA和4D蛋白质谱技术,后期标志物验证阶段提供MRM、PRM靶向蛋白组学技术,竭力为广大临床科研人员提供更好的标志物研究策略和方案。

 

|   华盈生物-蛋白质组学平台

 

|   相关文献

1.  Keir HR, Shoemark A, Dicker AJ, Perea L, Pollock J, Giam YH et al. Neutrophil extracellular traps, disease severity, and antibiotic response in bronchiectasis: an international, observational, multicohort study. [J]. Lancet Respir Med. 2021;9(8):873-884.

相关产品

暂时没有内容信息显示
请先在网站后台添加数据记录。
华盈生物

电话:400-869-2936
传真:021-33938792
QQ:2120485725

地址:上海市张江高科技园区法拉第路249号6幢B座

战略合作

战略合作

发布时间:2021-08-11 17:21:10

|    Full Moon    |    RayBiotech    |    CDI    |    IZON    |    Bio-Rad    |    R&D Systems    |    IsoPlexis    |    南模生物    |    欧易生物    |    其明信息    |    美吉生物    |    麦特绘谱    | 

 

特别说明:本网所有网页均为华盈生物原创信息,转载必须征求华盈生物同意,并同时注明本网名称及网址。

Copyright © 2021 上海华盈生物医药科技有限公司 版权所有
搜索
搜索
关闭
客户留言
验证码