文献解读 | 蛋白组学揭示头颈部鳞肺癌转移的诊断特征

蛋白组学揭示头颈部鳞癌肺转移的诊断特征

基本信息

材料：SQCLC组织，HNSCC组织

主要技术：SILAC，Targeted NGS

期刊： EBioMedicine

影响因子：10.293

文章摘要

头颈癌病人在发病过程中会产生原发性肺癌和转移性肺癌，头颈部鳞状细胞癌（Head-and-neck squamous cell carcinoma ，HNSCC）患者的长期生存率除受局部复发的影响外，可切除的HNSCC患者还受到频繁发生的远处转移的限制，其中高达80％的转移发生在肺部。因此，患者在接受切除治疗后还需筛查是否有转移现象的发生。同时HNSCC患者还有高发肺鳞状细胞癌（squamous cell carcinomas of the lung ,SQCLC）的风险，所以找到鉴定肺转移HNSCC和SQCLC的生物标志物具有重要的临床意义。这篇文章通过定量蛋白组学的方法，对HNSCC和SQCLC进行了研究，找到了肺转移HNSCC诊断的生物标志物。

方法流程

免疫组化 → SILAC标记 → 定量蛋白组学     靶向二代测序→cas9分析    联合分析→SVM分析

结果展示

1、免疫组化：通过HE染色和免疫组化（P63和CK5/6标记）确定鳞状细胞组织。

2、靶向二代测序：发现在SQCLC和HNSCC样本中具有类似的突变模式，并且这些突变主要影响PI3K通路、RAS通路、受体酪氨酸激（RTK）、肿瘤抑制蛋白P53和NFE2L2/KEAP1通路，三例HNSCC样品对人乳头瘤病毒(HPV) 16感染呈阳性。

*热图显示所分析的所有HNSCC和SQCLC病例的确定途径中的体细胞突变和HPV状态。 （蓝色，无突变/未检测到HPV;检测到红色，突变/ HPV;白色，无数据）

3、定量蛋白组学：在HNSCC和SQCLC中共鉴定到6214个蛋白，表达量有差异的蛋白有518个，CK19蛋白上调倍数最大。通过免疫组化实验，在212个SQCLC样本和343个HNSCC样本中证实了CK19 在SQCLC的表达更高。其余几个差异蛋白HMGCS-1、FTL、LGALS7和FAM83H也同样通过免疫组化得到了验证。

这些差异蛋白与CRISPR/Cas9功能缺失数据库(https://depmap.org/portal/dataset/download/Avana/portal-Avana-2018-04-11.csv中的12个HNSCC和10个SQCLC细胞系的分析结果显示，差异蛋白中的一部分被鉴定为遗传依赖性（即增值或细胞存活调节因子）。其中，多萜-磷酸甘露醇转移酶亚基DPMI和有丝分裂检查点蛋白BUB3在HNSCC中有更强的依赖性。

*横坐标表示HNSCC与SQCLC细胞系中依赖性得分的影响大小，正值表示在HNSCC中依赖性更强，负值表示在SQCLC中依赖性更大。绿色为有遗传依赖性的差异蛋白。

对518个差异蛋白的pathway富集分析显示，vesicle transport、glycosylation和RNA-processing including splicing是差异最明显的3条通路（P value < 0.001）。

*HNSCC和SQCLC中差异蛋白的pathway富集分析

4.诊断蛋白组：学特征鉴别原发性SQCLC和肺转移HNSCC：SVM分析，已蛋白组学的方法将51例HNSCC的鳞状细胞癌患者成功的区分为原发性的SQCLC和转移HNCSS，并且通过组织形态学和免疫组织化学染色证实了所有样品的鳞状细胞组织学。

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头颈部鳞状细胞癌患者可发生肺转移HNSCC，也可造成原发性鳞状细胞肺癌(SQCLC)。区分这两种情况对治疗分层具有重要的临床意义。然而，由于这些肿瘤实体具有大量的形态学和基因组特征，迄今为止尚缺乏诊断性生物标志物，目前用于区分这些肿瘤类型的临床标准缺乏验证和不可靠。
本文通过定量蛋白组学的方法，得到了含有1000多个蛋白的用于初步区分原发性SQCLC和肺转移的HNCSS的生物标记，并在组织形态学上进行了验证，证实了方法的准确性和实用性，在临床上具有重要的意义，这也为复杂病症的生物标志物的发现提供了新的思路。

文献来源

Hanibal B et al.,Comparative proteomics reveals a diagnosticsignature for pulmonary head-and-neckcancer metastasis. 2018,EMBO Molecular Medicine.