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胰腺癌知识  

胰腺癌蛋白质组学

  胰腺上皮肿瘤起源于导管上皮,腺泡细胞或内分泌细胞或与导管上皮,腺泡细胞或内分泌细胞有相似之处。胰腺癌绝大多数是胰腺导管腺癌,占胰腺肿瘤的85%至90%。男性的发病率从3.1到20.8/100.000/y,女性的发病率从2.0到11.0/100.000/y。在过去的40年中,PDAC的发病率增长两倍。它通常是老年人的肿瘤,在40岁以下的患者中很少发生,其中80%的PDAC患者在其第7至第9个十年的生命中。PDAC的主要危险因素是吸烟。据估计有25%的PC与吸烟有关,与不吸烟者相比,吸烟者患PC的风险增加两倍。饮食因素,慢性胰腺炎和糖尿病的危险因素不太明确。尽管许多遗传性生殖系突变与PC相关,但仅多达10%的PC是由遗传性疾病引起的。最常见的遗传性遗传疾病是BRCA2突变,该突变除了引起乳腺和卵巢肿瘤外,还可以增加PC的发生率。
   PDAC的中位生存期少于6个月,5年生存率是3%至5%。PDAC的死亡率与其发病率几乎相同。这种不良结果的主要原因之一是PDAC的诊断较晚。腰背痛,上腹部不适和体重减轻等症状不是特异性的,而黄疸则是特异性的。但所有这些临床症状通常在疾病进程的晚期发生,此时肿瘤已经无法治愈。在诊断时,30%的患者患有局部晚期肿瘤,而50%的患者已经存在淋巴结转移。除分级外,许多针对总共3000多名患者的研究共同提供强有力的证据,证明肿瘤大小,淋巴管浸润,淋巴结和远处转移的存在,国际对立cancrum肿瘤分期,切除切缘和浸润大血管和静脉与患者的预后显着相关。当前,唯一的治疗选择是手术。但是,绝大多数PC手术切除后即恢复,即使那些具有R0状态且据说无肿瘤的淋巴结的PC也可以恢复。这很可能是由于淋巴结转移不全切除所致。PDAC根治性切除术的总体5年生存率是25%。当肿瘤在其早期阶段进行手术时,例如肿瘤大小小于2cm且无淋巴结转移,可将其提高到40%。因此,在早期阶段检测PC是一个紧迫的临床问题。
   有几种方法可用于检测PC。腹部超声可以用作筛查工具,但是敏感性和特异性不足以检测早期PC和高度依赖操作员。计算机体层摄影术,磁共振成像和内镜逆行胰胆管造影术具有在较早阶段检测PC的潜力,但不适合用作筛查工具。内窥镜超声具有类似的局限性。它可以检测到具有更高灵敏度的PC,在2到3mm的肿瘤大小下达到70%到90%。但是,它也不适合进行筛查,并且仅限于有症状的患者。基于血清的癌症生物标志物的检测具有较低的侵入性,并且通常是首选的筛选测试。碳水化合物抗原19-9是PDAC唯一已知的基于血清的生物标志物,根据肿瘤大小,其敏感性为70%至90%,特异性为70%至98%。但有10%的患者是Lewis阴性基因型的携带者,并且不表达任何CA19-9,这使其不适用于该患者组。此外,在48.4%的肿瘤小于2厘米的患者中,CA19-9的血清水平低于检测水平。CA19-9的特异性也受到限制,因为可以在其他几种疾病中发现血清水平升高,包括慢性胰腺炎和胃肠道的其他恶性肿瘤。由于这些原因,美国肿瘤学会最近不建议将CA19-9用作PC的筛查测试。
   最近,对PC蛋白质组的研究引起相当大的关注。除了较低的基因与基因产物比率外,多项研究表明,mRNA表达水平不一定与蛋白质表达或疾病进展相关,而蛋白质及其各种同工型的谱图能够更准确地识别疾病状态,例如癌症。此外,转录组学无法预测重要蛋白质网络中关键信号分子的激活。这些发展和考虑因素使蛋白质组学成为寻找生物标志物的最前沿。简而言之,蛋白质组学可以研究细胞,整个组织,整个器官或体液的整个蛋白质组。首先,蛋白质大多通过二维聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,然后通过可变方法进行分析,例如,基质辅助激光解吸/电离和表面增强的激光解吸/电离耦合用一种分析方法,例如飞行时间质谱。结果可以可视化为蛋白质峰模式。最后,使用在线数据库为相应的蛋白质分配质谱峰。即使没有鉴定出不同的蛋白质,蛋白质的峰型也可用于癌症的鉴别诊断。近年来,很少有研究对PC中的蛋白质组进行研究。这篇综述总结研究的最重要结果,并显示它们的某些局限性,目的在于改进未来的研究。
   PC上的蛋白质组学研究可分为3类,即对组织和胰腺液标本中的胰腺蛋白质组进行分类的基础研究,研究差异蛋白表达模式的研究,以及搜索基于蛋白质组的研究用于早期癌症检测和分化的生物标志物。列出所有具有最重要差异的文章,所有研究的经过验证的蛋白质,它们的表达都有特定的变化。归类于该类别的2项研究旨在建立胰腺组织表达的所有蛋白质的概况,以获取将来验证的目录。通过从12例胰腺腺癌的患者的胰腺末端采集组织样本,研究非肿瘤性胰腺的蛋白质组。通过2-DE分析样品,并通过MALDI-TOF-MS鉴定蛋白斑点。这项研究证明各个样品蛋白质模式的相似性。最初,从3位患者身上制备3种凝胶,从所有12位患者的集合样本中制备1张凝胶。在所有4种凝胶中都存在最明显的斑点。不幸的是,在该出版物中没有提到在所有4种凝胶中发现了多少斑点。随后将来自所有12位患者的等量组织合并在一起,以找到代表性的蛋白斑点。所有蛋白质均按功能和亚细胞位置分类。然而,由于PC患者的病灶外胰腺组织通常显示出严重的继发性慢性阻塞性胰腺炎,纤维化和炎症的存在可能影响结果。发表的第二项研究通过液相色谱和串联质谱的一维凝胶电泳研究3例PC患者的胰液蛋白质组。所有样品分别进行分析。在这3例患者中分别鉴定出73种蛋白,61种蛋白和115种蛋白。其中,所有3例患者中的23种蛋白质相同,至少2例患者中的33种蛋白质相同。没有提供分别在2位和3位患者中发现的相同蛋白质的列表。由于与肝癌-肠-胰腺/胰腺炎相关蛋白1的相似性,发现一种新蛋白并称为PAP-2。没有对PAP-2进行进一步的验证研究。
   该评价的这一部分中的6项研究比较PC与对照组织中蛋白质的表达。三项研究使用2-DE结合MALDI-TOF-MS,其余研究使用同位素编码的亲和标签和高效液相色谱或荧光二维差异凝胶电泳与LC-MS/MS耦合或DIGE与MALDI-TOF-MS耦合。胰腺组织样品用于4个研究中,血浆用于2个研究中。使用激光捕获显微切割术制备癌症样品。这些是从4名PDAC患者中获得的,并通过2-DE和MALDI-TOF-MS进行分析。将癌症样品与来自4名癌症患者中的2名和另一对2个人的非肿瘤性胰腺组织进行比较。没有提供2个不匹配的非肿瘤性胰腺组织样品的组织学外观。有趣的是,分析显示,在速冻组织样本中,形态很差,因此不适合LCM。清楚地证明所获得的蛋白质组学概况取决于是否使用显微解剖的样品。LCM的优势在于可以分析导管上皮而不会受到非导管细胞的污染。最后,有9个不同的蛋白质斑点始终将非肿瘤性胰腺组织与PDAC分开。这些斑点中的四个被鉴定为S100A6,膜联蛋白III,乳酸脱氢酶和胰蛋白酶。前者2表达增加,而后者2表达减少。使用组织微阵列技术通过免疫组织化学进一步验证S100A6的差异表达,并显示与肿瘤分级相关。
   通过2-DE和MALDI-TOF-MS研究了12例PAC患者和相应的邻近非肿瘤性胰腺组织的组织样本。鉴定111种差异表达的蛋白质,并归纳为不稳定形式。在PAC中,有70种蛋白质被上调,而41种蛋白质被下调。免疫组织化学进一步验证和证实2种蛋白表达水平的提高。研究6例PDAC患者的肿瘤样本,并将其与1例PDAC患者的非肿瘤外皮组织以及从7例慢性胰腺炎患者,6例无PC患者和1例患有PDAC的患者的胰腺组织样本中进行比较。肿瘤组织未包括在第一批PDAC患者中的PDAC。正常的胰腺组织样本是在尸检时获得的,而其他所有组织样本都是从手术病理学样本中获得的。再次通过2-DE和MALDI-TOF-MS分析蛋白质组。蛋白质斑点模式甚至在1组内也显示出一些差异,表明个体间的异质性。在检查各个标本之后,收集具有相似蛋白斑点模式的样品,并鉴定出PDAC中最频繁差异表达的蛋白。研究的第二步包括八个非肿瘤性皮外组织样本中的六个,七个慢性胰腺炎中的五个和六个PDAC样本中的四个。最终,鉴定出40种差异表达的蛋白质,其中2例或2例以上的患者中发现12种。通过蛋白质印迹法验证a-烯醇酶,组织蛋白酶D,钙网蛋白,半乳凝素-1,CuZnSOD和MnSOD的差异表达,通过免疫组织化学验证a-烯醇酶,组织蛋白酶D,钙网蛋白和半乳凝素-1的差异表达。有趣的是,验证研究并不能始终如一地证实2-DE和MALDI-TOF-MS获得的初步结果。
   使用ICAT和HPLC/ESI/MS/MS研究2位患者的PC组织和相应的非肿瘤性胰腺组织样本,并通过Westernblot和免疫组织化学验证他们的发现。总体上,检测到656个不同的蛋白质斑点,在两个患者中均发现251个。共有151种蛋白质在至少1例患者中显示差异表达,其中90种蛋白质在PC中上调,而61种蛋白质在PC中下调,其中50种蛋白质在两种肿瘤中均差异表达。鉴定所有151种蛋白质,并提供一个汇总表。膜联蛋白A2,组织蛋白酶D和整联蛋白B1的蛋白质印迹分析和免疫组化验证ICAT的结果。但是,应该注意的是,尽管仅检查47位患者,比较10例PAC患者术前和术后血浆蛋白的表达模式。通过DIGE分离蛋白质,并通过LC-MS/MS进行进一步分析。发现32种差异表达的蛋白质。8例与肿瘤负荷呈正相关,并鉴定出16例,补体成分C4A,血红素,B-2微球蛋白,淀粉样蛋白P组分,a-2巨球蛋白,补体组分3,补体因子H,色素上皮分化因子。在研究过程中,很明显有些患者的疾病进展较快,死亡率显着高于其余患者。手术前与复发患者相比,在没有复发的患者中差异表达14种蛋白质。手术后,这两组之间有30种蛋白质差异表达。这些蛋白质中有五个同时存在于两组中。鉴定出九种蛋白质,免疫球蛋白G,白蛋白,C1q-B链。使用2-DIGE结合MALDI-TOF-MS检测11例PC术前患者与术后相同患者,11例健康对照和10例慢性胰腺炎患者血浆样品中不同的表达蛋白。11台PC中只有9台在组织学上得到验证。其余2例仅在临床上被诊断。差异表达并进一步鉴定5种蛋白质。在这项研究中,未进行统计分析,因为考虑到研究目的,作者认为这是不合理的。
   本专栏中的7项研究调查蛋白质峰模式在PC患者与健康人或其他疾病患者的鉴别诊断中的潜在用途。6项研究使用SELDI-TOF-MS,1项研究MALDI-TOF-MS。在4项研究中对血清进行研究,而在一项研究中分别对血浆,胰腺组织和果汁进行了研究。32名患者血清PC和30个健康对照,2-DE和MALDI-TOF-MS或LC-MS/MS。使用9个蛋白质峰成功区分了两组,灵敏度为93.8%至100%,特异性为100%。这9个峰中的四个被鉴定为纤维蛋白原y链,补体因子B和纤溶酶原。纤维蛋白原在PC中的表达增加已通过免疫组织化学验证和证实。通过SELDI-TOF-MS研究了60例PDAC患者,60例非恶性疾病患者和60例健康对照者的血清。计算,测试不同的鉴别诊断集,并将其与CA19-9进行比较。在区分PDAC患者和健康对照者时,2峰模型的灵敏度达到78%,特异性达到97%,明显优于CA19-9。可以使用3峰模型将胰腺导管腺癌与慢性胰腺炎患者亚组分离,灵敏度达到84%,特异性达到69%,再次明显优于CA19-9。包括非恶性疾病患者和健康对照组在内的整个对照组中PDAC分化的敏感性和特异性均与CA19-9相当。
   通过SELDI-TOF-MS研究49例PC患者的血清和54例无PC证据的对照组,包括其病史中非PC的患者,例如多发性骨髓瘤或睾丸癌。计算并测试了不同的模型。4峰模型以敏感性和特异性为100%区分两组,而5峰模型以敏感性为100%和特异性为93.5%区分两组。在两个模型中,三个蛋白质峰相似。有趣的是,这些峰之一与最近发表的一项研究报告的峰相似。使用SELDI-TOF-MS研究31例PDAC患者和44例非肿瘤性胰腺组织的胰腺组织,以及19例非恶性胰腺疾病的患者。在10个不同子集中的15个峰将PDAC与非肿瘤性胰腺组织区分开来,灵敏度为77.4%,特异性为84.1%。这15个峰中最好的4个将肿瘤与非肿瘤性胰腺组织区分开来,敏感性为80.6%,特异性为88.6%。为了区分PDAC与整个对照组,在10个子集中的15个峰模式的灵敏度达到58.1%,特异度为90.5%,这15个峰中最好的4个峰分别达到71.0%和92.1。%,分别。
   通过SELDI-TOF-MS研究113名PDAC患者和132名非癌对照者的血浆。可以通过4峰模型在这两组之间进行区分,灵敏度为89.9%,特异性为85.5%,优于血清CA19-9的水平。将4峰模型与血清CA19-9水平结合使用,可将敏感性提高到100%,将特异性提高到84.6%。该小组比较了采用逐步阴离子交换色谱法对未分级分离和对低分辨率TOF-MS对高分辨率TOF-MS进行分级分离的情况。他们表明,通过高分辨率TOF-MS分析未分离的样品,可获得具有更高可重复性的结果,并且具有明显更高的可检测蛋白峰数。15例PDAC患者和7例非恶性胰腺疾病患者的胰液。鉴定出这两个组之间峰强度分布差异显着的单个峰为HIP/PAP-1,并通过免疫测定,酶联免疫吸附测定,逆转录酶聚合酶链反应和免疫组化进一步验证在不同的样本来源中。胰腺液中HIP/PAP-1的浓度高于血清中的浓度,水平将癌症与非癌性分开,敏感性为75%,特异性为87%。使用免疫组织化学显示,与肿瘤细胞相邻的腺泡中有100%对HIP/PAP-1具有免疫反应性,而只有53%的肿瘤细胞对HIP/PAP-1具有免疫活性。使用SELDI-TOF-MS比较96例PC患者和96例对照患者的血清。没有提及对照患者的疾病。两组均差异表达二十四个峰。这些峰之一可将PC与对照区分开,灵敏度为89%,特异性为92%。一个3峰模型的敏感性分别为83%和77%,另一个3峰模型的特异性分别为56%和96%。几乎没有鉴别出差异表达的峰。通过ELISA验证了载脂蛋白AI和运甲状腺素蛋白。两种蛋白质均显示出与SELDI-TOF-MS中相同的变化。
   大量研究集中在鉴定胰腺癌发生中的分子事件及其与胰腺肿瘤的临床病理学变量和生存率的相关性,这些事件可作为辅助预测患者的预后。使用免疫组织化学方法检测癌基因,抑癌基因的表达,参与凋亡的蛋白质,生长因子和生长因子受体,蛋白酶,细胞粘附分子和血管生成生物标志物。这些标志物中的几种的表达显示出与患者的预后和存活率显着相关。但它们对患者管理和治疗的影响仍然有限。最近,对PC蛋白质组的研究引起广泛关注,并在此进行了综述。
   迄今为止,对蛋白质组学进行的所有蛋白质组学研究都提供了有力的证据,证明蛋白质组学可以应用于不同类型的物质。在不同的来源中发现了不同的蛋白质,并偶尔通过其他方法进行验证。然而,仅很少研究单个蛋白质的临床或生物学意义,并且仍不清楚其作为生物标志物的用途。研究阻碍三个主要问题的鉴定。研究人群的特征欠佳,研究人群规模的巨大差异以及研究设计和方法的差异限制研究结果的比较。研究人群通常缺乏相关的患者详细信息。在15项研究中,只有10项提到患者的平均年龄和性别。对照组织得自健康个体和胰腺外组织,得自患有PC的患者或患有非恶性胰腺疾病的患者。一项研究使用没有PC证据的患者的胰腺组织作为对照。其中一些患者有其他恶性肿瘤病史,例如多发性骨髓瘤或睾丸癌。这些对照亚组的蛋白质组是否与PC患者以及其余对照不同,这将引起极大的兴趣,但这并未得到明确证明。甚至对照组中的变异性也可能影响了蛋白质组,检查的研究人群的样本量也可能影响结果。PC的研究患者人数为2至115。第一类和第二类的所有研究均对20例患者和对照组进行研究。此外,这些研究主要使用组织或胰液,它们只能通过比血浆或血清采样更具侵入性的诊断方法来获得。由于已经使用多种样品来源,这些样品来源显然都表现出特定的蛋白质组,因此针对生物标志物对胰腺进行蛋白质组学研究的评估尤其具有挑战性。此外,尽管一些研究使用组织匀浆,但只有一项研究应用LCM将导管上皮与PC进行比较。未解剖的胰腺组织和导管上皮的蛋白质组之间的差异。使用未解剖的非肿瘤性胰腺组织会产生极具误导性的结果。然而,肿瘤进展还取决于周围组织和肿瘤-宿主界面。因此,尽管通过LCM对组织进行彻底的预分馏可能有助于鉴定非肿瘤性导管上皮和PDAC之间差异表达的蛋白质,但是对组织匀浆的研究也可能有助于发现与肿瘤-宿主相互作用有关的重要蛋白质。但是,对结果的正确解释更为复杂,并且依赖于彻底的组织学表征。
   不同研究之间单个样品的特征不一致。很少提供胰腺组织的组织学外观。对于非肿瘤组织,样品取自健康个体或远离PC的区域。后者通常表现为继发性慢性胰腺炎,并伴有不同程度的实质性萎缩和炎症,为蛋白质组增加特殊的多样性。此外,研究中提供的胰腺肿瘤的分类很少遵循世界卫生组织的指南,并以PC,PAC和PDAC的形式给出,是否所有PC和PAC均是推测仍是不确定的实际上是PDAC或其他组织学变体。因此,尽管组织学检查和表征对于数据解释至关重要,但很少提供。最后,采用不同的方法来研究胰腺蛋白质组。11项研究使用SELDI-TOF或MALDI-TOF,1项研究使用LC-MS/MS,DIGE与LC-MS/MS,DIGE与MALDI-TOF或ICAT与HPLC/ESI/MS/MS进行检查。通常应用预分级。由于对低丰度蛋白质的敏感性较高,因此从研究样品中分离高丰度蛋白质是合理的。但这进一步增加多样性,而且尽管这些技术中的大多数都用于表征和发现差异表达的蛋白质,但SELDI技术却没有。仅提供m/z比率,这使这些研究的比较变得复杂。确实发现描述验证两个峰代表相同的蛋白质需要鉴定这些峰。
   研究设计和执行的多样性可能解释为什么发现的相似蛋白质的数量与发现它们的研究数量成反比的原因,即仅在2个研究中发现118个相似蛋白质,在3个研究中发现33个,而在5个研究中却发现5个。4项研究。总体而言,在这些研究中鉴定并提及大约630种不同的蛋白质,并且在一项以上的研究中仅鉴定出25%的蛋白质。这证明了所审阅文章的另一个缺点,即再现性有限。在临床常规使用中引入高通量技术时,可重复性至关重要。都比较单个样品,以显示其可重复性。发现所有3种凝胶中90%的斑点均存在,这表明不同样品的均一性以及可重复性。此外,该小组使用汇集的样品鉴定差异表达的蛋白斑点,然后通过分析单个样品中的相同蛋白来证这些结果。计算了一个芯片和不同芯片上样品的相关性,证明了可重复性。通过比较单个探针与合并的探针显示不同样品的相似性。参考先前的研究描述在基因或蛋白质水平上鉴定出的蛋白质,可以将其解释为可重复性的另一个指标。但是,到目前为止,尚未进行比较不同工作组方法的研究,但实际上可以最好地证明其可重复性。这些例子说明了蛋白质组学研究的复杂性以及比较不同研究的困难。
   目前,只有很少的研究调查胰腺蛋白质组。但是,这些研究共同清楚地表明,蛋白质组学研究的各种方法可以应用于不同的材料,尤其是胰腺组织和果汁。迄今为止发现许多蛋白质,其在胰腺中的表达尚不清楚,可以被认为是未来研究的候选蛋白质。确实,未来的研究可能会进一步阐明PC的发病机理和生物学特性,并可能有助于鉴定新颖的生物标志物,以及早检测PC和治疗靶标。此外,这里回顾的研究中近一半提供蛋白质组谱可用于差异诊断目的的证据。但是,仍然存在主要局限性。由于方法,样本来源的多样性以及有时患者群体的特征不佳,因此对不同研究进行比较是有问题的。研究之间的可重复性很低,没有研究可以比较蛋白质组学研究的不同方法。因此,需要对独立研究队列进行广泛的验证研究。根据此评论,建议对PC蛋白质组的未来研究应考虑基本要求:未来的研究应纳入足够数量的患者,以便进行统计分析。必须根据世界卫生组织标准对PC进行组织学分类,并对使用的非肿瘤组织样本进行适当的组织学描述。必须仔细选择年龄,性别和其他疾病的对照组。应当鉴定蛋白质和峰。蛋白质的差异表达应通过独立的患者人群和.第二种方法进行验证。应证明结果的可重复性。

 
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  索托拉西布是一种KRAS G12C抑制剂,2021年5月获得美国FDA批准,用于治疗先前已接受过至少一种系统疗法、经FDA批准的检测方法证实存在KRAS G12C突变、局部晚期或转移性非小细胞肺癌与胰腺癌患者。成为首个用于KRAS G12C突变的局部晚期或转移性NSCLC患者的靶向疗法。  2021年11月索托拉西布在欧盟获批上市。
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