我国科研团队《Gut》发文：尿液蛋白质组学揭示胆管癌免疫治疗响应机制

近日，中国医学科学院北京协和医院赵海涛团队与中国医学科学院蛋白质组研究中心 / 基础医学研究所质谱中心孙伟团队携手攻关，在胆管癌治疗领域取得重大突破。他们的研究首次将尿液蛋白质组学与单细胞、空间转录组学相结合，成功开发出无创的胆管癌免疫治疗疗效预测工具，并揭示了肿瘤微环境与治疗响应的关联机制。相关成果《动态尿液蛋白质组学结合单细胞与空间转录组学揭示胆管癌肿瘤微环境并预测免疫治疗响应》已在国际著名期刊《Gut》发表，为胆管癌免疫治疗的精准管理开辟了全新路径。

胆管癌作为一种罕见却恶性程度极高的肿瘤，近年来全球发病率持续上升。令人担忧的是，约 70% 的患者在确诊时已处于晚期，免疫检查点抑制剂成为这部分患者的一线治疗方案。然而，临床数据显示，多数患者无法从中获得持久的临床获益。传统的疗效预测依赖于基于组织的生物标志物，但这类标志物存在侵入性强、易受取样偏差影响，且无法捕捉治疗过程中免疫动态变化等局限，临床迫切需要一种无创、动态的疗效预测手段。尿液蛋白质组学虽可以无侵入地反映人体生理病理变化，但是尚没有应用于肿瘤免疫治疗预测。

此次研究团队针对这一临床痛点，开展了系统性研究。研究共纳入 97 例初治晚期胆管癌患者，收集 211 份尿液样本，采用基于质谱（MS）的蛋白质组学技术（数据非依赖采集结合平行反应监测）进行深入分析。同时，还对 11 例患者治疗前的肿瘤组织开展单细胞 RNA 测序与空间转录组学分析，深度解析尿液蛋白质组与肿瘤微环境之间的关联（见图1）。

图1 研究方案

　　研究发现，在临床获益的患者尿蛋白质组中，免疫激活与全身炎症相关通路蛋白显著富集；而未获益患者则表现出促肿瘤进展相关蛋白高表达（图2）。更重要的是，尿液蛋白质组的动态变化可精准反映 肿瘤微环境重塑与肿瘤进化过程 —— 例如，免疫治疗早期，响应患者尿液中 NF-κB、TNF 信号及抗原呈递相关蛋白表达上调，而耐药患者则富集血管生成、TGF-β/SMAD/BMP 等通路蛋白。

图2.临床获益组和未获益组差异尿蛋白质组特征

　　基于基线尿液蛋白质组特征，通过机器学习算法筛选并验证出由 4 种蛋白质（PTPN13、SUB1、MICAL-L1、VARS1）组成的预测标志物组合。该组合在预测患者临床获益方面表现优异：在发现队列中，训练集与验证集的曲线下面积分别达 0.950 和 0.867；在独立外部队列中，曲线下面积可达到 0.805，并且该预测模型在不同胆管癌亚型、是否联合化疗、CA19-9 阴性/阳性等亚组中均展现稳定预测效能。此外，该组合对治疗 1.5-3 个月的早期疗效（如肿瘤缩小/增大、肿瘤进展/非进展，肿瘤进展/部分缓解）也有良好预测价值（曲线下面积0.697~0.878），为早期精准治疗提供了依据（图3）。

图3 尿蛋白模型的预测效果。

　　单细胞转录组分析发现，PTPN13 （非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶 13）阳性的恶性上皮细胞可通过调控促凋亡肿瘤微环境状态，增强患者对 ICIs 的响应；体内外实验进一步证实，敲低 PTPN13 会显著促进胆管癌细胞增殖、抑制凋亡。同时，肿瘤及尿液中 PTPN13 表达水平与 CA19-9 呈负相关，且高 PTPN13 表达患者预后更佳，提示其既是预测标志物，也可能是潜在治疗靶点（图4）。

图4 PTPN13 在胆管癌中的单细胞转录组分析与功能验证

　　该研究意义重大，不仅首次将尿液蛋白质组学应用于胆管癌免疫治疗领域，提供了无创、动态的疗效预测与监测工具，还通过多组学整合分析，深入揭示了胆管癌免疫治疗响应与耐药的分子机制。研究团队表示，未来将通过多中心、大样本研究进一步验证尿蛋白组合的效果，并深入探索相关蛋白质的功能机制，推动该技术向临床转化，助力胆管癌免疫治疗迈向精准化、个体化的新阶段。

　　据悉，本研究获得北京市自然科学基金、中央高水平医院临床科研专项基金等项目的支持。北京协和医院赵海涛、中国医学科学院基础医学研究所孙伟、北京协和医院王汉萍、杨晓波和佑安医院朱成佩为文章共同通讯作者，北京协和医院王闪闪、中国医学科学院基础医学研究所郭正光、北京协和医学院八年制孙博宇、刘凯、北京协和医院巢家硕和荀梓宇为共同第一作者。