蛋白指紋圖譜臨床應用的指導原則（三）

案例1

國際著名醫學雜志《柳葉刀》：蛋白指紋圖譜（SELDI）以前所未有的精確度來診斷卵巢癌

從手指取少量血液，應用目前全球最先進的蛋白指紋圖譜SELDI蛋白質芯片，在30分鐘之內就可以知道是否患有卵巢癌。國際著名醫學雜志《柳葉刀》發表了美國FDA和國立癌癥研究所(NCI)的這一研究結果。專家指出，通過相關蛋白質芯片系統技術，可以使早期卵巢癌的診斷準確率達到95%，陽性預測率達到94%。這表明，卵巢癌等惡性腫瘤細胞在形成的初期就有可能被識別出來。

據統計，約有80%的卵巢癌病人被發現時已屬中晚期，目前普遍使用的診斷方法，即相關腫瘤抗原檢測加上超聲檢查等對于卵巢癌的陽性預測值只有20%左右。

目前診斷卵巢癌最知名的生物標記--腫瘤抗原125（CAI25）具有局限性。卵巢癌往 往是在晚期和轉移后才被發現。在晚期的卵巢癌中，80％的CA125水平不正常，然而，這一點在臨床上應用價值有限，因為晚期的卵巢癌治療臨床療效不好。五年存活率只有35％。醫生需要的是在卵巢癌的早期當癌細胞局限于卵巢時能給予他們提示的生物標記，這時候，手術就能治愈90%的患者。然而，不幸的是，只有60％的早期卵巢癌的CA125的水平是異常的。

    與此形成對比的是，在116份血清樣本的試驗組中，蛋白指紋圖譜發現的五種蛋白模式正確地確認了所有的18個Ⅰ期卵巢癌，預測出了樣品中所有的卵巢癌病例，惡性組包括了卵染上皮癌的所有亞型。唯一遺憾的是，它所預測出的66個病例中有3個患者是非惡性的，非惡性組包括了可能的假陽性，良性機能紊亂，例如子宮肌瘤和子宮內膜異位癥。總的來說，蛋白指紋圖預測成功率是94％（50／53），而CA125只有35%。

 卵巢癌指紋發現的不僅僅是血清中的五種蛋白，而且顯示了它們之間成比例的數量關系。蛋白指紋圖譜根據分子量和電荷來分離蛋白質。蛋白指紋圖譜的結果分析顯示了血樣本中大約有15200種血清蛋白和多肽。峰的高度顯示了血清中蛋白的相應豐度。如果已知需檢測的蛋白SELDI分析一個血清樣本的指紋圖只需30分鐘。所以，對于通過血清中的蛋白模式來確定是否有卵巢癌，蛋白指紋圖譜的速度和成本效率是非常理想的。

Use of proteomic patterns in serum to identify ovarian cancer

Lancet, 2002, 359(9306)：572-577．

案例2

美國腫瘤權威雜志《癌癥研究》：蛋白指紋圖譜（SELDI）可以檢測出前列腺癌5年前形成的蛋白指紋

前列腺癌（Prostate cancer,PCa）是常見的男性泌尿系腫瘤之一，早期診斷與治療是降低患者死亡率、延長生存時間最有效的方法。在PCa的發生過程中，細胞惡變前后所表達的蛋白質譜發生了變化。

利用蛋白指紋圖譜對以病理確診的45例前列腺癌和45例良性前列腺增生患者血清檢測，用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）法檢測血清PSA，對所得差異蛋白聯合PSA進行分析。結果在前列腺癌和良性前列腺增生患者血清中檢測到9個差異蛋白（P〈0．01），前列腺癌患者差異蛋白7個高表達，2個低表達。聯合相對分子質量3771．14和4481．59兩個差異蛋白診斷前列腺癌，其敏感性為96.39％，特異性為92.63％。3771．14蛋白與血清PSA診斷前列腺癌具有很強的互補性。通過蛋白指紋圖譜技術可以篩選出前列腺癌的特異性標志蛋白。多個差異蛋白聯合檢測可以提高前列腺癌診斷的敏感性和特異性，聯合3771．14蛋白與血清PSA可以更好地早期診斷前列腺癌。

通過檢測患者5年前的血清，發現3771.14蛋白在前列腺癌患者細胞惡變前就已經出現了表達。通過蛋白指紋圖譜技術可以檢測出前列腺癌5-10年前形成的蛋白指紋，比CT及核磁成像更能準確而且早期診斷腫瘤，并為早期治愈腫瘤提供了可能。

Serum Protein Fingerprinting Coupled with a Pattern-matching Algorithm Distinguishes Prostate Cancer from Benign Prostate Hyperplasia and Healthy Men

Cancer Resraech,2002,62:3609-3614

案例3

英國著名雜志《Nature》:蛋白指紋圖譜（SELDI）繪制“癌癥指紋(cancer signature)”

人類基因組序列草圖完成后，生命科學進入了“后基因組時代”,研究的重點轉向了對復雜的蛋白質功能的研究。蛋白質是基因表達的最終產物，器官組織的生理狀態變化會引起血清蛋白質組的改變，因此對蛋白質和蛋白質組學進行研究可以直接獲取疾病的特征性標志。

由于人血清是一個蛋白質相當豐富并不斷變化的系統，單一的血清腫瘤標記物難以真正反溯到相關的細胞組織，而發現一組與特定組織癌變相關的血清蛋白質(多參數標記物)則是更有效的途徑，這也就是所謂的“癌癥指紋(cancer signature)”。

而高通量的蛋白指紋圖譜--表面增強激光解吸電離飛行時間質譜技術（surface enhanced laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry，SELDI-TOF-MS）質譜技術的出現使得繪制“癌癥指紋”變成了現實。目前利用SELDI技術發現腫瘤的特殊生物學標記，對于腫瘤的早期診斷具有獨特的優勢和重要的意義，在多種腫瘤的臨床應用中顯示出非常顯著的效果。

Proteomics delivers on promise of cancer biomarkers

Nature Med, 2003, 9(8)：980．

案例4

美國著名雜志的《Science》：蛋白指紋圖譜發現艾滋病蛋白抑制劑

科學家16年前就發現，非洲有2％～3％的人感染HIV后不會發展為艾滋病，但是什么物質阻止了HIV在體內的復制一直不得而知。著名艾滋病雞尾酒療法創立者何大一教授借助蛋白指紋圖譜SELDI技術，通過比較來自艾滋病患者、感染HIV但長期存活者和正常人的CD8 T淋巴細胞的培養上清液，發現在免疫系統維持于相對正常水平的HIV感染的長期存活者中，存在一組蛋白質(分別為防御素1、a-防御素2和防御素3)水平的特異性升高。證明用特異性抗體將防御素從培養液中去除，能有效抑制人類免疫缺陷病毒(HIV)的增殖。Defensin1、2、3三種蛋白對艾滋病有抑制作用，這是常人體內沒有的蛋白質。并成功研制出艾滋病蛋白抑制劑。此外，蛋白指紋圖譜技術參加了2003年抗擊非典的斗爭，短短數月即發現了SARS 感染病人的血清蛋白指紋圖譜，應用SARS病人特異的四個蛋白指紋譜峰建立了SARS早期診斷模型。該成果于2004年通過了北京市科委科學成果鑒定，并申請了中國和美國ZL。該項研究的文章發表在2005年1月的《Clinical Chemistry》雜志上。

Contribution of Human _-Defensin 1,2, and 3 to the Anti–HIV-1 Activity

of CD8 Antiviral Factor

Science ，2002 ，298:995–1000

Proteomic Fingerprints for Potential Application to Early Diagnosis of Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS)

Clinical Chemistry,2005,51,1: 56–64