景傑學術/解讀
編者按：今天為大家帶來最近發表在Theranostics上的中藥治療疾病蛋白質組研究文章。鳳凰中心於曉波研究員、廣東省中醫院盧傳堅教授、西湖大學郭天南研究員和南京大學許丹科教授等合作，運用蛋白質組學對中醫藥治療銀屑病展開研究，找到與疾病密切相關的血清蛋白標誌物分子，有望用於銀屑病的早期檢測、嚴重程度評估及復發評估。研究基於血液蛋白質組的中醫藥精準醫學研究策略，對於疾病機理及中醫藥的臨床運用研究都有很好的參考意義。
銀屑病（Psoriasis；俗稱牛皮癬）是一種免疫系統疾病，此病有病程長、難治療、易復發等特點，其發病率佔世界人口的0.1%～3%，目前全球約有銀屑病患者超過1個億，在我國約有一千多萬名銀屑病患者。此外，銀屑病還能顯著增加心腦血管等重大疾病的發病率，導致患者出現嚴重的心理壓力、自卑、失落，甚至自殺傾向，極大程度地影響了患者的生存質量。
銀屑靈優化方是廣東省中醫院盧傳堅教授在國醫大師禤國維先生的經驗方基礎上經十餘年臨床和現代藥理學研究逐步優化而來。十餘年來廣東省中醫院研究團隊對優化方的作用機制以及物質基礎進行了深入的研究，發現該方可通過影響細胞周期蛋白cyclin B2而抑制角質形成細胞過度增殖，同時該方可通過下調NF-ĸB信號通路抑制炎症性細胞因子的表達與分泌。並且新近研究表明優化方還具有影響T細胞分化的功能，從而改善機體氧化應激狀態的作用。
為了進一步揭示銀屑病發病機制和中藥複方治療銀屑病的潛在分子機制，來自國家蛋白質科學中心-北京（鳳凰中心）於曉波研究員、廣東省中醫院盧傳堅教授、西湖大學郭天南研究員和南京大學許丹科教授等合作，運用蛋白質組學等技術對中醫藥治療銀屑病展開研究。研究找到與銀屑病嚴重程度指數和瘙癢指數密切相關的5個血清蛋白標誌物分子。其中PI3蛋白標誌物分子經過獨立臨床血清隊列的驗證，有望用於銀屑病的早期檢測、嚴重程度評估及復發評估。該研究成果發表在了權威期刊Theranostics上。
為了找到可用於銀屑病診治的標誌物分子，該團隊在國際上率先提出基於血液蛋白質組的中醫藥精準醫學研究策略。通過系統分析銀屑靈優化方治療銀屑病前後血液蛋白質組的表達數據和臨床數據，不僅證實了以往研究中發現的中性粒細胞和性別對於銀屑病的影響，還發現了5個標誌物分子。研究還鑑定出12個與療效密切相關的蛋白，為進一步揭示中藥複方的作用機制以及指導臨床精準用藥奠定基礎。
圖1 基於血液蛋白質組的中醫藥精準醫學研究策略
研究速讀
一、銀屑病血清蛋白質組與臨床關聯性分析
研究人員運用蛋白質組技術，對50例臨床健康人和銀屑病病人臨床血清樣本進行定量分析。結果發現了銀屑病病人血清中炎症因子信號通路、凝血和補體信號通路都可能發生了顯著的變化（圖2）。
圖2 銀屑病血清蛋白質組與臨床關聯性分析
為了進一步證明深度血清蛋白質組學平臺的臨床應用，作者分析了臨床數據、血清蛋白質組與銀屑病嚴重程度（患者視覺模擬評分(visual analogue scale, VAS)、銀屑病面積和嚴重程度指數(PASI)）之間的相關性。結果表明，中性粒細胞(NEUT)的數量與血清中4種蛋白(SERPINE1、PI3、IL4、CX3CL1)的表達水平呈正相關，與6種蛋白(CCL4、EGFR、CD8A、IFNG、IGLC2、MTRF1)的表達水平呈負相關。值得一提的是，研究發現，銀屑病面積和嚴重程度指數(PASI)與三種血清蛋白(PI3、CCL22、IL-12B)有關，與患者視覺模擬評分（VAS）評分相關的兩種血清蛋白(TNFRSF8和CD14)有獨特的差異。
二、銀屑病診斷相關的血清蛋白標誌物
作者對收集的血清蛋白組數據和臨床狀況進行了無偏聚類分析，分析表明87.3%(18/23)的銀屑病患者可與健康對照組進行鑑別，特異性為100%(16/16)，p值為0.01。無偏聚類分析鑑定到的58個潛在的標誌物分子可以很好地區分健康組和銀屑病組（圖3），這些蛋白可作為銀屑病的診斷生物標誌物。
圖3銀屑病檢測相關的血清蛋白標誌物分子
研究者進一步對PI3、CCL22和CD14、18在同一隊列樣本中通過定量ELISA進一步驗證，證明了血清蛋白質組數據的可靠性。作者還使用20名健康對照者、10名蕁麻疹患者和50名銀屑病患者作為獨立隊列對PI3進行了驗證。結果顯示，與其他組相比，銀屑病患者中PI3的表達始終較高。以上結果顯示PI3蛋白非常有希望用於銀屑病的早期檢測和臨床的嚴重程度評估。
三、鑑定與銀屑病治療相關的血清標誌物分子
市場上治療銀屑病的藥物多種多樣，包括靶向特定細胞因子的單克隆抗體(如Adalimumab、英夫利昔單抗)。雖然這些治療方法非常有效，但由於副作用、一次或二次療效喪失以及治療成本高，這些治療方法的使用可能受到限制。因此，尋找生物標誌物來預測治療結果將降低治療成本，避免副作用，提高治療效果。
研究選取了11例銀屑病患者口服中藥銀屑靈治療12周，治療結果顯示銀屑靈治療6例有效，5例無效。為了識別治療反應的預測生物標誌物，作者比較了治療前應答者(n=6)和無應答者(n=5)的血清蛋白表達情況，發現12個差異表達蛋白。這些蛋白通過無偏聚類和主成分分析區分應答者和非應答者。用銀屑靈治療12周後檢測其表達變化，驗證蛋白的有效性。治療12周後，應答者血清中FCN2、MIF、MMP1的表達水平均高於無應答者，提示其作為銀屑病療效預測生物標誌物的潛力。
圖4 鑑定與銀屑病治療相關的血清標誌物分子
通過這些蛋白有望找到中醫藥銀屑靈治療的有效人群，進而提高銀屑病治療療效、降低潛在副作用風險及其產生的費用，最終使得病人收益。文章中作者表示將對於有希望的蛋白標誌物分子將繼續開展大規模的臨床驗證。
通過研讀，我們不難發現該研究提出的通過深度血清蛋白質組平臺結合臨床隊列開展精準醫學的研究策略確實有很高的應用價值。該研究結果的發布，不僅揭示了銀屑病發病過程中血液蛋白功能系統的變化，闡述了可能的分子機制，而且發現了一批有望用於銀屑病診斷和指導銀屑病精準治療的血清蛋白標誌物分子，顯示出了蛋白質組學在中醫藥精確醫學中的巨大應用潛力。
參考文獻：
1. Yu X,et al., 2010, Protein microarrays for personalized medicine.Clin Chem.
2. Guo T,et al.,2015, Rapid mass spectrometric conversion of tissue biopsy samples into permanent quantitative digital proteome maps.Nat Med.
3. Meng Xu,et al.,2019, In-depth serum proteomics reveals biomarkers of psoriasis severity and response to traditional Chinese medicine.Theranostics.