PIVKA-II

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Jerry 导读： 肝细胞癌（HCC）的早期诊断缺乏高度敏感和特异性的蛋白质生物标志物。 2023年12月18日，福建医科大学刘小龙、刘景丰及浙江大学吴李鸣共同在《Nature Communications》 发表题为“Proteomics-driven noninvasive screening of circulating serum protein panels for the early diagnosis of hepatocellular carcinoma”的研究论文，该研究描述了一种基于阶段质谱（MS）的蛋白质组学发现-验证-验证流程，以探索1002 例HCC早期诊断的血清蛋白质组生物标志物。 结果表明，蛋白质组学驱动的血清生物标志物的发现为液体活检提供了有价值的参考，在提高HCC的早期诊断方面具有巨大的潜力。 https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41467-023-44255-2 研究背景 01 肝细胞癌(HCC)在全球癌症死亡率中排名第四，由肝炎病毒(主要是乙型和丙型肝炎病毒)和代谢性疾病(主要是酒精性肝病和糖尿病)引起的慢性肝硬化是HCC的主要危险因素。 尽管根据HCC治疗指南，手术仍然是HCC患者的有效治疗方法，但由于缺乏早期症状，大多数患者在临床晚期被诊断出来，因此预后较差。因此，HCC的早期筛查和诊断仍然是一个临床难题。 目前HCC诊断策略包括影像学检查（CT/MRI）、血清蛋白生物标志物（甲胎蛋白 （AFP）、维生素 K 缺失或拮抗剂诱导的蛋白质 II（PIVKA-II）和组织病理学，由于经验限制、敏感性受限有创检测模式的限制，这些方法难以准确诊断早期HCC。有肝脏症状的患者常规采集血清和血浆，并反映肝功能的变化，使其成为液体活检的理想工具，且安全性高、操作简单，适用于随访时间长的大人群，许多循环液体活检肿瘤生物标志物，如ctDNA、cfDNA、代谢物和蛋白质正在快速发展。血浆或血清蛋白作为人类生物活动的最终载体和效应物，是生物标志物开发中常见的研究对象。FDA 已经批准了100多种血浆或血清蛋白，一些血清蛋白生物标志物已经过长期临床应用。因此，全系统发现用于HCC早期诊断的血清蛋白生物标志物将非常有吸引力，这些全球数据可用于建立基于机器学习的HCC早期诊断分类模型。 研究进展 02 在本研究中，研究人员用DIA-MS代替了传统的DDA-MS，从而消除了在个体血清样本中进行繁琐且昂贵的丰度蛋白再分离和分离的需要。虽然我们的血清蛋白质组深度可以提高，但研究人员检测到了数百种人类血浆蛋白质组数据库中没有的蛋白质。血清中蛋白质丰度的高动态范围限制了ms - ms蛋白质组学的灵敏度，而中位CV为18%远优于生物学变异。此外，PRM-MS靶向蛋白质组学验证方法的使用提高了高通量验证的准确性，可用于候选生物标志物的无抗体和批量验证，并可进一步优化用于临床转化。因此，研究人员的工作流程非常适合在蛋白质组学水平上研究肿瘤相关的血清蛋白质变化，并为筛选HCC的早期诊断生物标志物提供了重要的资源。 在这项研究中，研究人员开发并验证了一种基于4种血清蛋白的HCC早期诊断方法，其灵敏度为0.925，特异性为0.915,AUC为0.979。 在一个独立的验证队列中，尽管存在一定的假阳性率(12.3%)，但该小组能够识别未通过影像学观察到的隐匿性HCC，准确率超过90%。该小组通过标准诊断方法在1年后诊断出HCC的高危人群，证明了该小组在HCC筛查中的实用性，以及通过筛查发现HCC高危人群的潜力。因此，研究人员建议基于血清蛋白质组学的血清蛋白分析可用于HCC高危人群的预筛查，以增加HCC检测的可及性，减少不必要的随访成像程序和侵入性活检。在目前的HCC筛查领域，研究人员对未来如何与临床整合的初步设想来自三个方面:(1)该检测可进一步作为AFP阴性或PIVKA-II阴性但有高危临床因素患者的补充检测;(2)该组合可作为拒绝影像学筛查患者进一步筛查的依据;(3)该组合可提高早期HCC的检出率，可作为HCC高危人群的替代筛查方法。 利用PRM目标蛋白组学筛选和验证血清候选生物标记物 研究结论 03 综上所述，本研究提出了一种有效的基于阶段质谱（MS）的蛋白质组学工作流程，用于发现和验证HCC的早期诊断血清生物标志物。本研究建立了较现有临床方法更早、更准确的LC转化为HCC的预测模型，可能为HCC的早期诊断提供有用的参考。 参考资料： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41467-023-44255-2 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜12月19日-20日 ▶第四届单细胞测序技术应用研讨会暨单细胞&空间组学研讨会（日程稍后公布） 点击对应文字 查看详情

*仅供医学专业人士阅读参考以前每当看到病历上“转移性肝细胞癌（HCC）”这几个字，奇点糕都会觉得头皮发麻，还有什么比这更符合雪上加霜的定义呢？原发肿瘤就够难搞了，再叠加上要命的转移，要不是最近几年免疫治疗有所突破，这类患者的预后就实在差到极点了。延缓乃至阻断HCC的远处转移，也是许多科研人员和临床工作者努力的方向。近日，四川大学华西医院唐红、周凌云团队及胡以国团队与西班牙塞维利亚大学团队合作，在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research期刊发表了最新研究成果，首次揭示肝癌干细胞（LCSCs）中存在的神经细胞粘附分子（NRCAM）是HCC远处转移的关键[1]。研究显示，NRCAM可以通过细胞骨架分子MACF1介导的β-catenin信号，激活上皮-间质转化（EMT）及远处转移相关的基质金属蛋白酶（MMPs），从而促进LCSCs的迁移和侵袭，并加速其从肿瘤脱落进入血液循环，导致HCC肝内转移和肺转移，对NRCAM及MACF1-β-catenin信号通路进行干预，有望阻断LCSCs相关的HCC远处转移。论文首页截图既往研究已在卵巢癌、结直肠癌等癌种中确认了NRCAM的高表达，并认定它参与了细胞癌变和细胞运动等过程[2]，但还没有在HCC中开展类似分析，而且NRCAM也和MMPs存在可能的瓜葛，它们会不会都是LCSCs远处转移的黑手，必须得查清楚才行。研究团队首先开展了单细胞测序，证实HCC中存在较正常肝脏组织显著更高的NRCAM表达，且TCGA数据库资料也显示，NRCAM高表达HCC患者的生存期显著更短；随后对146例患者肝脏组织样本（其中117例为HCC）的分析也得到了相同结论，且已经发生远处转移的患者组织样本中，NRCAM水平还会更高，甚至周边正常组织中也能检出。进一步数据分析还显示，单独以NRCAM水平作为HCC诊断标志物的准确性，已接近临床最常用的甲胎蛋白（AFP）以及异常凝血酶原（PIVKA-II），三者联合使用时受试者工作特征（ROC）曲线下面积（AUC）为0.91，且NRCAM单独或联合使用，预测HCC远处转移的效能同样尚可（AUC 0.70，联合使用时为0.75），可用于识别早期转移风险高的患者。HCC中存在NRCAM高表达，且与患者预后相关这两步分析一做，NRCAM与HCC远处转移的关系就八九不离十了，研究者们还专门用HCC类器官实验再做了确证，并发现高表达NRCAM的HCC还同时具有干细胞样特征，如WNT/β-catenin信号通路、EMT相关基因的表达水平上升等。接下来，研究团队把目标缩小到LCSCs身上，专门分析NRCAM对这部分“顽敌”的影响：转录组学分析显示，高表达NRCAM的LCSCs往往同时存在MYC基因激活，二者表达水平正相关，且有WNT/β-catenin信号通路和EMT相关基因的高表达，此外还能检测到MMPs中的MMP3/7/14激活，这些关键基因和信号通路的激活大多经由MACF1介导。3D类器官实验则显示，向LCSCs中转染MYC基因并使它们高表达NRCAM后，LCSCs迁移速度就大幅加快；将类器官移植到免疫缺陷小鼠身上后，肿瘤很快就发生了肺转移，足足占据了小鼠肺部的16%，是对照组的10倍还多，说明LCSCs的肺转移能力极强；肝内原发肿瘤也有相似的趋势，占据肝脏的体积是对照组的约5倍。高表达NRCAM且MYC激活的LCSCs类器官肺转移能力极强研究者们将本次研究的意义总结为两方面，一方面是以NRCAM作为血检标志物，用于HCC的确诊和发现远处转移，乃至预测早期HCC患者的远处转移风险，但这还需要更大样本量的前瞻性研究来进一步证实；另一方面就是对NRCAM、MACF1或 β-catenin通路展开治疗性干预，降低LCSCs导致的HCC远处转移风险。参考文献：[1]Zhou L, He L, Liu C H, et al. Liver cancer stem cell dissemination and metastasis: uncovering the role of NRCAM in hepatocellular carcinoma[J]. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 2023, 42: 311.[2]Conacci-Sorrell M E, Ben-Yedidia T, Shtutman M, et al. Nr-CAM is a target gene of the β-catenin/LEF-1 pathway in melanoma and colon cancer and its expression enhances motility and confers tumorigenesis[J]. Genes & Development, 2002, 16(16): 2058-2072.本文作者丨谭

北京 2023年1月11日 /美通社/ -- 近日，国家肝癌科学中心 /上海东方肝胆外科医院王红阳院士团队、广州南方医院侯金林教授团队、福建医科大孟超肝胆医院等国内多家三甲医院与和瑞基因合作，基于多中心、前瞻性万人队列肝癌极早期预警标志物筛查项目-PreCar，在肝癌早筛领域再结硕果。相关研究成果发表于国际一流期刊Journal of Hematology & Oncology（IF=23.168）。 该研究采用和瑞基因 HIFI技术体系在无创诊断场景下衍生出的cSMART技术，首次鉴定出肝细胞癌（HCC）特有的cfDNA热点突变特征，将识别率最高的三个突变位点与三种血清学生物标志物相结合，建立了一种综合诊断模型。目前，成本效益正成为制定标准化临床实践指南所考虑的重要因素。而该模型，在肝癌的无创诊断方面，特别是针对早期肝癌，其数据显示优于传统临床诊断方法（包括《原发性肝癌诊疗指南(2022年版)》推荐的GALAD模型），不仅具备精准、无创、便捷、灵敏等特点，同时还拥有巨大的成本优势，有望为临床带来更加优质、普惠的肝癌筛查新方法。 和瑞基因首创的 HIFI技术体系，在不同应用场景下的多项衍生技术内核已精准应用于肿瘤发生发展的各个阶段。cSMART技术此次与现有筛查技术的结合，也代表了和瑞HIFI技术体系在临床检测中的延伸与拓展，弥补了传统血清学检测的不足，在筛查肝癌高风险人群方面发挥重要作用，是HIFI技术体系在肝癌早筛方向上的再一次成功应用。 研究对象 该研究队列包括多中心纳入的1675名参与者，其中490名健康对照、577名肝硬化（LC）患者和608名HCC患者。 研究结果 研究使用cSMART技术对21个基因的931个突变位点进行检测，筛选出TERT、TP53、CTNNB1的三个HCC的热点突变位点用于后续分析。 通过整合三种cfDNA突变和三种血清生物标志物（AFP、AFP-L3和PIVKA-II），研究建立了基于cfDNA的综合诊断模型。与传统血清学指标AFP相比，该综合诊断模型显示出更好的性能，在测试队列中，灵敏度为89.40%、特异性为80.69%。通过ROC曲线可以看出在训练集、测试集、验证集中综合诊断模型性能显著优于AFP。 后续研究将综合诊断模型与GALAD和AFP在不同亚组中区分HCC和LC的性能进行了比较，该模型在不论AFP阳性或者AFP阴性患者中都可以有效的检测出HCC。同时，综合诊断模型在早期（BCLC A期）与极早期肝癌（BCLC 0期），均具有优异的预测性能，与GALAD和AFP相比显示预测性能更佳，能有效提升筛查效果。 研究结论 这是和瑞首次将HIFI技术体系在无创诊断场景下衍生出的cSMART专利技术应用于肝癌的早筛研究中。尤其在早期与极早期的肝癌中，该模型的准确度都显著高于传统血清学检测，极高地提升了临床筛查和临床分群的准确性。 肝癌早筛产品莱思宁 ®️ 值得注意的是，在本研究发布前，HIFI技术体系就已在肝癌早筛领域展开应用。早于2020年8月，和瑞基因就已基于十三五重大专项及Precar项目成果，依托HIFi技术体系平台发布了全球首个经过万人前瞻性随访队列研究验证的临床级肝癌早筛产品"莱思宁 ®️ "。 "莱思宁 ®️ "基于全基因组测序（WGS）技术，分析血液游离核酸（cfDNA）中肝癌和非肝癌人群具有显著差异的多个维度变异信息，包括末端序列、核小体印迹、片段大小分布和拷贝数变异，通过逻辑回归算法对多维度变异结果进行分析，纳入中国人群的肝癌早筛全基因组特征高保真模型进行计算，评估HCC患病风险，灵敏度和特异性分别达到95.42%和99.14%，帮助更早发现肝癌病变，可比传统检测方法提前6-12个月预警肝癌风险，为高危人群争取有效临床干预机会，提高生存率，并被首个《中国肝癌早筛策略专家共识》推荐的肝癌早筛"金字塔"模式纳入。