蛋白质组学筛选移植物抗宿主病相关血清标志物
慢性移植物抗宿主病(cGVHD)是在同种异体的造血细胞移植(allo-HCT)后出现的主要并发症,发生率占移植病人的30-50%,同时它也是造成术后存活2年以上病人非复发死亡(NRM)的主要原因[1]。cGVHD受多种因素影响,导致管控变得复杂和困难,加上缺少有效的标志物,阻碍其及时诊断。因此研究者越来越关注cGVHD标志物的识别。
虽然cGVHD生物标志物的研究在快速发展,但由于人类个体间的独特生物学和临床特征而引起的异质性阻碍了cGVHD新生物标志物的发掘。相比之下,同系交配得到的小鼠模型提供了一个可以同步研究更加同质的生物样本,从而降低了混杂的临床和时间多样性带来的影响,为人类cGVHD的研究提供便利。来自美国的研究人员利用血清蛋白质组学,在同系cGVHD小鼠血清中检测到4个上调的蛋白:RAS、CRKL和chemokine CCL8和CCL9,同时揭示CCL9(人中同源的为CCL15)可能是一个潜在的cGVHD诊断标志物。相关研究发表在著名学术期刊Blood。
关键词:allo-HCT,cGVHD,血清蛋白质组学,生物标志物
到目前为止,多种和cGVHD相关的生物标志物已被鉴定,如早期研究发现B细胞活化因子(BAFF)的血浆水平与cGVHD和NRM相关[2];调节性T细胞(Treg)与cGVHD的严重程度及发生率呈负相关,也许可以用于该疾病的诊断和预测。和传统方法相比,蛋白质组学能够更直接地鉴定到病人和正常人之间差异表达的蛋白,有助于筛选新的生物标志物。如研究人员发现血浆基质金属蛋白酶3(MMP-3)与肺移植后产生的cGVHD相关,主要表现为该疾病最致命的闭塞性细支气管炎综合症(BO)。单核细胞/巨噬细胞清除受体血浆可溶性CD163蛋白与cGVHD复发有关,CXCL9/CXCL10与cGVHD强烈相关。另外,其他研究发现可以通过尿液外泌体精确检测cGVHD[3]。
在本文中,研究人员从可以发生自动免疫反应和(包括BO在内的)系统纤维化的cGVHD模型小鼠中获得血清样本,利用Mass Spectrometry技术进行TMT标记定量蛋白质组学分析(ThermoscientificOrbiTrap fusion),结果鉴定和定量到1046个蛋白,至少在一次重复中具有1.2倍以上差异的蛋白有56个。
随后,研究人员在小鼠体内对4个潜在的cGVHD生物标志物(CRKL,CCL8,CXCL7和CCL9)进行了抗体中和和供体蛋白敲除实验。首先研究人员在同族小鼠间进行了BM移植实验,通过肺阻力,弹性和顺应性三个方面检测,实验结果表明供体T细胞中CRK/CRKL蛋白对cGVHD的发展与维持起重要作用,是一个潜在的治疗靶标。
为确定CXCL7,CCL8和CCL9在cGVHD发病机理中的角色,评估阻滞药物的治疗作用,研究人员对显现肺功能障碍的cGVHD小鼠进行抗体腹腔注射。肺功能检测表明封闭CCL9蛋白能够显著减少巨噬细胞浸润和肺部Ig沉积物,能够抑制已经发生的cGVHD。
CCL9和CRKL是否可以作为血浆检测诊断cGVHD的生物标志物呢?研究人员通过ELISA检测了178例患有cGVHD的HCT病人,33例未患cGVHD的HCT病人及15个健康人中CXCL17,CCL15(鼠CCL9同源蛋白)和CRKL的浓度,结果显示CCL15的浓度在cGVHD病人中显著升高。通过检测不同患病程度cGVHD病人血浆中CCL15的浓度说明了CCL15蛋白水平与疾病程度无关,另外结合NRM研究,综合性地证明了CCL15可以作为cGVHD诊断的生物标志物。但是,通过检测了HCT术后约100天病人(792例)血浆中CCL15的浓度,表明CCL15并不能作为临床预后等相关方面的预判标记。
本研究首次全方位地对cGVHD小鼠模型进行蛋白质组学分析,cGVHD小鼠模型可以作为生物标志物研究发现的新工具,通过它将基础研究转向临床应用。另外强调了CCL9/CCL15作为cGVHD诊断及NRM预测标志物的潜在可能性,但其并不能作为预后标志物。在接下来cGVHD研究中,有待验证更多患病群体。
参考文献:
[1] Arai S, et al. (2015), Increasing incidence of chronic graft-versus-host disease in allogeneic transplantation: a report from the Center for International Blood and Marrow Transplant Research. Biology of Blood & Marrow Transplantation, 21(2): 266-274.
[2] Saliba R M, et al. (2017), B-cell activating factor (BAFF) plasma level at the time of chronic GvHD diagnosis is a potential predictor of non-relapse mortality. Bone Marrow Transplantation, 52(7).
[3] Du J, et al. (2018), Murine chronic graft-versus-host disease proteome profiling discovers CCL15 as a novel biomarker in patients. Blood, blood-2017-08-800623.
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