蛋白指纹图谱临床应用的指导原则（三）

案例1

国际著名医学杂志《柳叶刀》：蛋白指纹图谱（SELDI）以前所未有的精确度来诊断卵巢癌

从手指取少量血液，应用目前全球最先进的蛋白指纹图谱SELDI蛋白质芯片，在30分钟之内就可以知道是否患有卵巢癌。国际著名医学杂志《柳叶刀》发表了美国FDA和国立癌症研究所(NCI)的这一研究结果。专家指出，通过相关蛋白质芯片系统技术，可以使早期卵巢癌的诊断准确率达到95%，阳性预测率达到94%。这表明，卵巢癌等恶性肿瘤细胞在形成的初期就有可能被识别出来。

据统计，约有80%的卵巢癌病人被发现时已属中晚期，目前普遍使用的诊断方法，即相关肿瘤抗原检测加上超声检查等对于卵巢癌的阳性预测值只有20%左右。

目前诊断卵巢癌最知名的生物标记--肿瘤抗原125（CAI25）具有局限性。卵巢癌往 往是在晚期和转移后才被发现。在晚期的卵巢癌中，80％的CA125水平不正常，然而，这一点在临床上应用价值有限，因为晚期的卵巢癌治疗临床疗效不好。五年存活率只有35％。医生需要的是在卵巢癌的早期当癌细胞局限于卵巢时能给予他们提示的生物标记，这时候，手术就能治愈90%的患者。然而，不幸的是，只有60％的早期卵巢癌的CA125的水平是异常的。

    与此形成对比的是，在116份血清样本的试验组中，蛋白指纹图谱发现的五种蛋白模式正确地确认了所有的18个Ⅰ期卵巢癌，预测出了样品中所有的卵巢癌病例，恶性组包括了卵染上皮癌的所有亚型。唯一遗憾的是，它所预测出的66个病例中有3个患者是非恶性的，非恶性组包括了可能的假阳性，良性机能紊乱，例如子宫肌瘤和子宫内膜异位症。总的来说，蛋白指纹图预测成功率是94％（50／53），而CA125只有35%。

 卵巢癌指纹发现的不仅仅是血清中的五种蛋白，而且显示了它们之间成比例的数量关系。蛋白指纹图谱根据分子量和电荷来分离蛋白质。蛋白指纹图谱的结果分析显示了血样本中大约有15200种血清蛋白和多肽。峰的高度显示了血清中蛋白的相应丰度。如果已知需检测的蛋白SELDI分析一个血清样本的指纹图只需30分钟。所以，对于通过血清中的蛋白模式来确定是否有卵巢癌，蛋白指纹图谱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

美国肿瘤权威杂志《癌症研究》：蛋白指纹图谱（SELDI）可以检测出前列腺癌5年前形成的蛋白指纹

前列腺癌（Prostate cancer,PCa）是常见的男性泌尿系肿瘤之一，早期诊断与治疗是降低患者死亡率、延长生存时间最有效的方法。在PCa的发生过程中，细胞恶变前后所表达的蛋白质谱发生了变化。

利用蛋白指纹图谱对以病理确诊的45例前列腺癌和45例良性前列腺增生患者血清检测，用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测血清PSA，对所得差异蛋白联合PSA进行分析。结果在前列腺癌和良性前列腺增生患者血清中检测到9个差异蛋白（P〈0．01），前列腺癌患者差异蛋白7个高表达，2个低表达。联合相对分子质量3771．14和4481．59两个差异蛋白诊断前列腺癌，其敏感性为96.39％，特异性为92.63％。3771．14蛋白与血清PSA诊断前列腺癌具有很强的互补性。通过蛋白指纹图谱技术可以筛选出前列腺癌的特异性标志蛋白。多个差异蛋白联合检测可以提高前列腺癌诊断的敏感性和特异性，联合3771．14蛋白与血清PSA可以更好地早期诊断前列腺癌。

通过检测患者5年前的血清，发现3771.14蛋白在前列腺癌患者细胞恶变前就已经出现了表达。通过蛋白指纹图谱技术可以检测出前列腺癌5-10年前形成的蛋白指纹，比CT及核磁成像更能准确而且早期诊断肿瘤，并为早期治愈肿瘤提供了可能。

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

英国著名杂志《Nature》:蛋白指纹图谱（SELDI）绘制“癌症指纹(cancer signature)”

人类基因组序列草图完成后，生命科学进入了“后基因组时代”,研究的重点转向了对复杂的蛋白质功能的研究。蛋白质是基因表达的最终产物，器官组织的生理状态变化会引起血清蛋白质组的改变，因此对蛋白质和蛋白质组学进行研究可以直接获取疾病的特征性标志。

由于人血清是一个蛋白质相当丰富并不断变化的系统，单一的血清肿瘤标记物难以真正反溯到相关的细胞组织，而发现一组与特定组织癌变相关的血清蛋白质(多参数标记物)则是更有效的途径，这也就是所谓的“癌症指纹(cancer signature)”。

而高通量的蛋白指纹图谱--表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术（surface enhanced laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry，SELDI-TOF-MS）质谱技术的出现使得绘制“癌症指纹”变成了现实。目前利用SELDI技术发现肿瘤的特殊生物学标记，对于肿瘤的早期诊断具有独特的优势和重要的意义，在多种肿瘤的临床应用中显示出非常显著的效果。

Proteomics delivers on promise of cancer biomarkers

Nature Med, 2003, 9(8)：980．

案例4

美国著名杂志的《Science》：蛋白指纹图谱发现艾滋病蛋白抑制剂

科学家16年前就发现，非洲有2％～3％的人感染HIV后不会发展为艾滋病，但是什么物质阻止了HIV在体内的复制一直不得而知。著名艾滋病鸡尾酒疗法创立者何大一教授借助蛋白指纹图谱SELDI技术，通过比较来自艾滋病患者、感染HIV但长期存活者和正常人的CD8 T淋巴细胞的培养上清液，发现在免疫系统维持于相对正常水平的HIV感染的长期存活者中，存在一组蛋白质(分别为防御素1、a-防御素2和防御素3)水平的特异性升高。证明用特异性抗体将防御素从培养液中去除，能有效抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)的增殖。Defensin1、2、3三种蛋白对艾滋病有抑制作用，这是常人体内没有的蛋白质。并成功研制出艾滋病蛋白抑制剂。此外，蛋白指纹图谱技术参加了2003年抗击非典的斗争，短短数月即发现了SARS 感染病人的血清蛋白指纹图谱，应用SARS病人特异的四个蛋白指纹谱峰建立了SARS早期诊断模型。该成果于2004年通过了北京市科委科学成果鉴定，并申请了中国和美国专利。该项研究的文章发表在2005年1月的《Clinical Chemistry》杂志上。

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