郑树/郭天南合作团队开发结直肠癌新筛查工具

来源：BioArt

结直肠癌是最常见的恶性肿瘤之一，2019年估计全美有101,420例结肠癌和接近44，180例直肠癌的新发病例。因此，早期筛查大肠癌对于改善其预后至关重要。尽管肠镜检查结合活检显着改善了结直肠癌的诊断，并且能及时发现并治疗结直肠腺瘤等有可能演变成癌症的病理状态，但它们的高度侵入性使许多病人望而却步，影响了早期的发现与治疗。

因此，目前的研究越来越多地考虑使用微创的液体活检技术标准化筛查高风险患者，使得他们能够早期获得临床的规范诊断与治疗。而表达肿瘤特异性蛋白的循环细胞外囊泡（即众多研究青睐的血浆外泌体，该研究采用了“胞外囊泡”这一名称），正是各种癌症的潜在生物标志物。

近日，来自浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所的郑树教授团队的研究人员和西湖大学特聘研究员郭天南蛋白质大数据实验室团队合作在Journal of Extracellular Vesicles上发表文章：A circulating extracellular vesicles-based novel screening tool for colorectal cancer revealed by shotgun and data-independent acquisition mass spectrometry，报道了利用鸟枪蛋白质组学技术发现结直肠癌血浆游离胞外囊泡的蛋白标志物。该研究进一步利用DIA蛋白质组学策略验证并进行快速临床样本检测，达到高效早期筛查结直肠腺瘤及癌症的目的。

郑树教授团队首先使用TMT标记的蛋白质组策略在临床样本中选出了4个在蛋白水平和磷酸化水平均有明显差异的候选蛋白，并使用蛋白免疫印迹法在另一组病人中进行验证，目标锁定了纤维蛋白原A链（FGA）。对人类肠癌细胞系和动物模型的研究表明，FGA 高表达的胞外囊泡可能源自癌细胞。由于这一蛋白在早先研究中被证明其在血浆中的含量与已确诊结直肠癌患者的预后有关，研究人员的统计了发现队列临床资料，发现血浆纤维蛋白原含量不能有效地区分不同组别,即不能用于检测诊断。这也说明了提取血浆中的胞外囊泡对于检测是必须的。

但在临床检测时， 若使用TMT标记的蛋白质组策略，由于需要分馏和相对较长的液相色谱梯度，再加上标记试剂盒费用，分析十分昂贵且费时。因此，联合西湖大学生命科学院特聘研究员郭天南团队，优化了DIA-MS策略，将检测通量大大提高（20分钟可完成一个临床样本的蛋白质组学检测，且只消耗1微克多肽样本），并运用于血浆胞外囊泡的蛋白质组学鉴定，发现将验证队列血浆中的胞外囊泡不仅可以鉴别结直肠癌患者，还能发现结直肠腺瘤患者与健康人的差异。这一结论也获得了靶向蛋白质组学的代表性技术：PRM-MS的实验结果的支持。同时，团队也直接检测了血浆中游离FGA的含量，发现与正常组无统计学差异，提示胞外囊泡在诊断中的重要性。

目前关于胞外囊泡的科学研究仍然倾向于使用结合蔗糖密度梯度离心的超速离心分离、提纯胞外囊泡，限制了检测前样本提取的速度。但众多关于快速、简便、可靠的提取技术的研究正源源不断地涌现。我们相信，在这些手段可以被临床应用时，结合该项研究采用的技术，可以实现对微量血浆胞外囊泡样本进行快速、可重复的电子化分析。

此项研究为液体活检提出一种基于数据非依赖性获取的质谱方法（DIA-MS）作为检测手段，有希望作为快速且低创性的筛查工具，不仅可以检测结直肠癌，更能将结直肠腺瘤这一早期阶段从健康人区分出来。

据悉，该研究的共同第一作者为博士研究生郑希、徐凯伦、周碧婷，共同通讯作者为浙江大学医学院附属第二医院邵营宽医生和西湖大学特聘研究员郭天南，最后通讯作者为浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所郑树教授。