蛋白质和脂质 谁更适合作为肿瘤生物标志物

生物标志物是一种能对生理状态、病理过程以及用药后的机体反应进行客观判断的指示物，根据其性质不同可以分成小分子、大分子、复合生物以及生物种群等几种类型。生物标志物种类这么多，该如何选择合适的标志物呢？生物标志物的选择要求标志物有一定的特异性、灵敏度、重复性和稳定性。

近日，波兰Maria Sklodowska-Curie研究所癌症转化研究和分子生物学中心的研究人员通过MALDI质谱成像技术（MSI），比较了蛋白质组和脂质组分鉴别口腔癌和正常粘膜的能力，结果表明口腔癌的蛋白质组学和脂质组学生物标记物在正确划分肿瘤区域方面均具有较高的可行性。相关研究内容如下：

位于头颈部的癌症是全球第六大常见癌症，占癌症病例总数的4％以上。其中，超过95％是头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）——口腔、咽部、鼻腔、喉部等上呼吸消化道粘膜复层鳞状上皮细胞癌。在全球范围内，HNSCC每年约有60万新病例和30万死亡病例，由于研究不足，HNSCC治疗面临重大挑战。

目前，用于指导HNSCC患者治疗的分子生物标记物尚不多见，治疗决策仅基于肿瘤定位和传统分期。手术是大多数HNSCC的主要治疗方法，原发性肿瘤未完全切除可能导致局部复发治疗失败。组织病理学检查虽然在一定程度上可以确定手术是否充分切除了肿瘤，但是有可能错过亚微观区域和癌前斑点。区分癌和正常粘膜的分子因子的确定，可帮助正确划分肿瘤区域，这是HNSCC分子诊断领域的一个关键问题。

质谱成像（MSI）是一种功能强大的方法，可以将分子和形态学信息进行独特的组合，这一特点使MSI更加优于传统病理学。基于MALDI电离的MSI（MALDI-MSI）技术是目前生物医学研究中流行的技术，在临床蛋白质组学中发挥着重要的作用，在生物标志物研究和分子组织分类中具有明显的应用价值。

在该项研究中，研究人员对口腔鳞状细胞癌和正常上皮组织样本进行MALDI质谱分析，在一系列切片中对组织肽（由胰蛋白酶处理蛋白质产生）和脂质进行成像，然后比较癌细胞和正常上皮细胞的相关区域。癌症区域的异质性高于正常上皮的异质性，并且肽组分的分布比脂质组分的分布更不均匀。此外，肽组分比脂质组分更多，在癌症和正常上皮之间显示出显著不同的丰度。使用三名患者的组织样本测试多组分癌症分类法，然后用来自第四名患者的组织样本进行验证。基于肽特征的癌症分类加权精度为0.85，基于脂质特征的癌症分类加权精度为0.69。两种分类分析法都具有非常高的精度（分别为0.98和0.94）。

据此得出结论，虽然蛋白质组域的癌粘膜和正常粘膜之间的分子差异高于脂质组子域，但脂质组成分的成像也能够区分口腔癌和正常上皮。因此，无论是癌蛋白组还是脂质组都可以作为口腔恶性肿瘤生物标志物的重要来源。

如上文所述，癌变组织和正常组织的划分是决定癌症手术效果的关键因素，基于MALDI的质谱成像技术（MALDI-MSI）可以在分子层面对其进行区分，且精度更优于传统的组织病理检查。空间分辨率和成像速率是决定质谱成像能否用于临床的关键因素，融智生物2017年推出的QuanTOF质谱成像系统，配备了强大的5,000Hz长寿命半导体激光器以及自主开发的数据采集软件，成像速率可达500像素/秒，提升传统MALDI-TOF MS成像速率达10倍以上，普通样本成像只需几十分钟，使得质谱成像实现了“立等可取”。经过进一步的研发，目前QuanTOF质谱成像系统已经实现高达1000像素/秒的成像速率，在5-10微米的高空间分辨率下仍然保持高灵敏度。这使得质谱成像真正可用于临床病理分析、术中分析等领域。