2022年10月29日,，日本理化學研究所橫濱綜合醫(yī)學科學中心Hidewaki Nakagawa教授團隊在Nature Communications上發(fā)表了一篇名為Proteo-genomic characterization of virus-associated liver cancers reveals potential subtypes and therapeutic targets的文章,，對259例原發(fā)性肝癌（主要為HCV和HBV陽性）從蛋白質(zhì)組學層面檢測~300個蛋白，發(fā)現(xiàn)基于蛋白質(zhì)基因組特征,，可指導肝癌精準分型和靶向治療,。

蛋白質(zhì)是行使細胞功能的主要單位。RNA和同源蛋白質(zhì)之間是弱相關,、動態(tài)調(diào)節(jié)的（如磷酸化）,，RNA表達并不能直接預測蛋白質(zhì)表達。因此,，臨床腫瘤組織的蛋白質(zhì)組學分析有望解釋原發(fā)性肝癌的分子異質(zhì)性,。

研究者收集了259例HBV/HCV陽性原發(fā)性肝癌樣本，進行如下檢測：

-蛋白芯片檢測300種蛋白質(zhì)組信息,。

-全基因組測序進行基因變異分析,。

-RNA-Seq進行轉(zhuǎn)錄組分析。

基于蛋白質(zhì)表達特征的共聚類分析,，患者被分為R1,、R2和R3三個亞型，并篩選出了22種預后相關蛋白標志物,。

-R1亞型淋巴相關生物標志物高表達,，存在免疫細胞浸潤，預后較好,。該亞型更可能從PD1/PD-L1抑制劑治療中獲益,。HBV陽性患者居多。

-R2亞型存在TP53突變的晚期增殖性腫瘤,，VEGF2高表達,，侵襲性最強，預后最差,。甲胎蛋白（AFP）水平較高,，HCV陽性患者居多。提示可能從抗VEGFR2抗體雷莫蘆單抗治療中獲益,。

-R3亞型存在CTNNB1突變,、mTOR信號通路激活。可能從mTOR抑制劑依維莫司治療中獲益,。

基于蛋白質(zhì)組的精確患者分層有助于指導肝癌精準治療。

肝癌的蛋白質(zhì)組學亞型

為了深入了解肝癌的異質(zhì)性,，研究者基于蛋白質(zhì)豐度對259例腫瘤樣本進行聚類,，53例為R1亞型、100例為R2亞型 ,，106例為R3亞型,，各亞型與其臨床特征存在多種關聯(lián)。

  ▲原發(fā)性肝癌蛋白質(zhì)組亞型

-R1亞型中上調(diào)的蛋白包括ANXA1,，WWTR1,，ACTB，SYK和PKM,。

-R2亞型富含PAICS,、Ras、RHEB,、PARK7,、ERRFI1和JAK2。

-R3亞型的特征是PGR,、ULK1-pSer757,、DUSP4、AKT1-pSer473和WEE1蛋白表達升高,。

這些蛋白質(zhì)生物標志物可用免疫組化法檢測進行蛋白亞型分類,。

蛋白質(zhì)組學亞型的基因組和轉(zhuǎn)錄組特征

結(jié)合全基因組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，TP53和CTNNB1突變分別在R2和R3蛋白質(zhì)組亞型中出現(xiàn)頻率較高（FDR< 0.05）,。

 ▲各蛋白質(zhì)組亞型的基因組和轉(zhuǎn)錄組學特征

蛋白質(zhì)組學亞型分類對肝癌治療的指導意義

抗PD-L1抑制劑阿替利珠單抗聯(lián)合抗血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）貝伐珠單抗,，用于治療不可切除肝細胞癌的效果優(yōu)于索拉非尼。然而,，治療的反應率和反應持續(xù)時間仍然有限,。因此，精準預測潛在獲益患者,，并探究背后的機制至關重要,。

R1亞型屬于免疫“熱”腫瘤。相反,，R2和R3亞型免疫基因低表達,，這類“冷”腫瘤可能對免疫檢查點抑制劑治療沒有效果。

mTOR抑制劑對R3蛋白亞型肝癌細胞系有治療效果

研究者發(fā)現(xiàn)mTOR抑制劑西羅莫司/替西羅莫司可強烈抑制SNU398細胞系生長,，而有趣的是,，SNU398細胞系存在CTNNB1突變，這恰恰是R3蛋白亞型特征。

相反,，存在TP53突變的JHH527細胞系,，屬于R2蛋白亞型，mTOR信號通路活性低,，對替西羅莫司治療具有抗性,。

預后蛋白標志物

由于免疫組化用于常規(guī)病理分析，因此基于蛋白質(zhì)的預后生物標志物更具有臨床實用性,。研究者發(fā)現(xiàn)：

-13種蛋白與總生存期較短有關,。

-9種蛋白與總生存期較長有關。

與總生存期不良相關的蛋白以CDK1,，SRC,，PARP1， PCNA和CCNB1為主,。

CDKN2A蛋白高表達與較好的總生存期相關,，與其作為腫瘤抑制因子的功能一致。

研究者還發(fā)現(xiàn)CTNNB1突變和LRP1B突變與HCV感染顯著相關,。

  ▲肝細胞癌預后相關蛋白

盡管轉(zhuǎn)錄組測序可用于肝細胞癌分析,，而檢測技術尚未用于臨床常規(guī)檢測。相比之下,，手術標本免疫組化常用于病理分析,，因此基于蛋白質(zhì)組的分型更符合臨床工作流程。研究者鑒定得到的各亞型中特征表達的蛋白質(zhì)組生物標志物,，可用于指導腫瘤精準分型,。

總之，研究者基于蛋白質(zhì)組和基因組水平的海量數(shù)據(jù)集,，探索了原發(fā)性肝癌分子異質(zhì)性,，并提出蛋白質(zhì)組水平的亞型分類，其可用于指導晚期肝癌患者精準治療,，尤其是前期相關研究較少的HBV/HCV感染肝癌患者,。