综述：蛋白质组学荟萃分析：解锁胰腺癌生物标志物研究新密码，开辟诊疗新路径

为解决胰腺癌预后差、诊断和治疗难题，“G. d’ Annunzio” 大学的研究人员开展蛋白质组学荟萃分析研究。他们发现相关通路及上游调节因子，这为胰腺癌诊疗研究提供新思路，推荐科研读者阅读。

　　

蛋白质组学荟萃分析揭示胰腺癌生物标志物研究新前沿

费德里卡?迪马尔科（Federica Di Marco） 1,2，玛丽亚?孔切塔?库法罗（Maria Concetta Cufaro） 1,2，维雷娜?达米亚尼（Verena Damiani） 1,2，比阿特丽斯?迪夫鲁西内（Beatrice Dufrusine） 1,3，埃丽卡?皮齐纳托（Erika Pizzinato） 1,2,4，法比奥?迪费尔迪南多（Fabio Di Ferdinando） 1,2，詹卢卡?萨拉（Gianluca Sala） 1,2，罗萨诺?拉坦齐奥（Rossano Lattanzio） 1,2，恩里科?达伊内塞（Enrico Dainese） 3，卢卡?费德里奇（Luca Federici） 1,2，彼得?蓬塞尔茨（Peter Ponsaerts） 5，温琴佐?德劳伦齐（Vincenzo De Laurenzi） 1,2，伊拉里亚?奇卡利尼（Ilaria Cicalini） 1,2，达米亚娜?皮耶拉戈斯蒂诺（Damiana Pieragostino） 1,2

? 作者（们）2025

胰腺癌（PC）是 2022 年全球男女癌症死亡的第六大原因，约占所有癌症死亡人数的 5%。由于大多数患者确诊时已处于肿瘤无法切除且发生转移的阶段，因此胰腺癌预后较差。目前，常见癌症死亡率呈下降趋势，这使得胰腺癌成为一个严峻的公共卫生问题。近年来，科学研究在诊断方法、围手术期管理、放疗技术以及晚期疾病的系统治疗等方面取得了诸多进展，但胰腺癌患者的预后改善仍较为有限。不幸的是，胰腺癌高死亡率的主要原因是诊断延迟和显著的治疗耐药性。因此，最新的高通量蛋白质组学技术致力于识别新型生物标志物并进行分子分析，以期为胰腺癌研究带来新的见解，改善诊断和预后情况，并监测治疗进展。在这项研究中，“G. d’ Annunzio” 大学基耶蒂 - 佩斯卡拉分校先进研究与技术中心（Centre for Advanced Studies and Technology, “G. d’ Annunzio” University of Chieti-Pescara）的研究人员呈现并讨论了不同蛋白质生物标志物研究结果在全球蛋白质组学荟萃分析中的整合情况，旨在明确科学研究的方向。具体而言，癌症信号传导、炎症反应以及细胞迁移和信号传导已成为胰腺癌中主要的相关通路，同时，自由基清除和代谢改变也为该疾病的研究带来了新的视角。有趣的是，通过对上游调节因子的研究发现，一些因子在生物流体和组织生物标志物的数据收集中同时出现，具体包括肿瘤坏死因子（TNF）、脂多糖（LPS）、p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38-MAPK）、血管紧张素原（AGT）、miR-323 - 5p 和 miR-34a - 5p。通过整合众多生物成分及其相互作用和环境关系，能够深入描述胰腺癌的病理状态，并明确伴随症状与肿瘤发生和进展之间的关联。总之，该研究代表了一种将不同生物样本的研究结果以更全面的方式相结合的策略。

《肿瘤发生》（Oncogenesis）（2025）14:3；https://doi.org/10.1038/s41389-025-00547-4

引言

胰腺癌（PC）是 2022 年癌症相关死亡的第六大常见原因，占全球所有癌症死亡人数的近 5% 。目前，胰腺癌的病因尚未完全明确，但已确定了一些风险因素，可分为不可改变因素（年龄、性别、血型、家族史、遗传易感性、糖尿病）和可改变因素（肠道微生物群、吸烟、饮酒、慢性胰腺炎、肥胖、饮食因素、感染）。在临床表现方面，当胰腺癌位于胰头时，患者通常会因胆总管受侵犯和阻塞而出现黄疸。此外，患者也可能表现出如背痛和体重减轻等非特异性症状。目前，胰腺癌的诊断方法包括超声检查（US）、内镜超声检查（EUS）、内镜逆行胆管造影（ERCP）、计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI），可结合或不结合经皮细针穿刺活检、腹水细胞学检查，或在腹腔镜或开放手术下进行探查活检 。大约 80 - 85% 的患者确诊时疾病已无法切除，这主要是由于肠系膜大血管被肿瘤包裹，或肿瘤转移至肝脏、腹膜或其他远处部位。因此，美国胰腺癌患者的 5 年生存率约为 7.2% 。尽管在诊断方法、围手术期管理、放疗技术以及晚期疾病的系统治疗方面取得了进展，但患者的预后仅得到了适度的改善。只有 20% 的可切除疾病患者在手术后能存活 5 年，且大多数人此后仍可能死于该疾病。胰腺癌对传统的 5 - 氟尿嘧啶化疗药物具有高度耐药性，这是其预后不良的原因之一 。单独放疗在很大程度上效果不佳。与 5 - 氟尿嘧啶相比，吉西他滨单药治疗仅使中位生存期延长了 1 个多月 。在过去十年中，吉西他滨 / 纳米白蛋白结合型紫杉醇和 5 - 氟尿嘧啶、亚叶酸钙、伊立替康和奥沙利铂（FOLFIRINOX）联合化疗改善了临床结局，与吉西他滨单药治疗相比，分别使中位总生存期延长了 1.8 个月和 4.3 个月 。尽管 FOLFIRINOX 治疗导致生活质量下降的患者比例较低，但它也增加了毒性和不良事件，因此不适用于患有多种合并症的患者 。最近关于靶向治疗、免疫治疗和微生物治疗的研究表明，这些治疗方法可与传统的胰腺癌治疗方法（如手术、化疗、放疗和姑息治疗）联合使用。

胰腺导管腺癌（PDAC）是最常见的胰腺癌类型，其中 80 - 90% 的肿瘤具有侵袭性。这种癌症的特征是从正常组织发展为具有特定形态特征的侵袭性病变。该过程始于腺泡细胞在特定刺激下转化为导管表型，这一现象称为腺泡 - 导管化生（ADM）。当与致癌 “打击” 相结合时，这些细胞会发展为致病表型，最终发展为胰腺上皮内瘤变（PanIN）。疾病的发展涉及从癌前阶段（根据三级分级系统分为 PanIN - 1（PanIN1A 和 PanIN - 1B 亚型）、PanIN - 2 和 PanIN3）到侵袭性 PDAC 阶段的转变。因此，癌前 PanIN 病变从正常导管上皮开始，经过 PanIN 阶段 1A、1B、2 和 3，最终发展为第 4 阶段的侵袭性和 / 或转移性 PDAC。这一过程表现为核异型性增加、正常结构丧失、有丝分裂增多，并且随着细胞侵袭性增强、基底膜和细胞外基质分支增多以及远处器官转移而进展 。大多数 PDAC 是实性、质硬且浸润性的肿瘤，边界不清。在显微镜下，PDAC 的特征是在由细胞外基质和广泛纤维化（desmoplasia）组成的致密功能性间质中存在肿瘤性导管样结构，这也是治疗耐药的原因 。间质纤维化的特征是细胞外基质（ECM）中存在细胞成分（如癌相关成纤维细胞（CAFs）、免疫细胞和内皮细胞）和无细胞成分（如胶原蛋白、层粘连蛋白和细胞因子） ，这是治疗药物渗透的物理屏障 。PDAC 的侵袭性由肿瘤微环境（TME）中的炎症过程和广泛的间质网络驱动。胰腺星状细胞（PSCs）和癌相关成纤维细胞（CAFs）在促进癌细胞的存活、生长和增殖中起着至关重要的作用，进而支持癌症转移和耐药性 。PDAC 肿瘤的生长和进展通过肿瘤微环境中产生细胞因子、生长因子和其他信号分子的促炎和免疫抑制程序得以增强。因此，目前科学和临床面临的挑战是针对癌细胞和肿瘤微环境诱导良好的治疗反应 。近年来，对 PDAC 分子机制的深入理解使得 CA19 - 9 被确定为常见的血清肿瘤生物标志物，该生物标志物被认为是早期筛查的首选；与单独使用 CA19 - 9 相比，将 CA19 - 9 与 CA125、癌胚抗原（CEA）和微小核糖核酸（miRNAs）结合使用可使敏感性、特异性和准确性提高 84% 。此外，在循环无细胞 DNA（CfDNA）和突变特异性循环无细胞肿瘤 DNA（ctDNA）中发现了新的潜在生物标志物，如密码子 12 处的 K - RAS 基因突变；这两个因素的浓度与治疗反应之间存在重要关联。关于生物标志物的存在，在用 MIAPaCa - 2 人胰腺肿瘤细胞系的条件培养基处理后，在成纤维细胞中鉴定出了一系列蛋白质，如整合素 β3（ITGB3）、转化生长因子 β1（TGFB1）和转化生长因子 β2（TGFB2）（参与成纤维细胞运动和凋亡）以及 SMAD3、信号转导和转录激活因子 3（STAT3）和 BAG3（参与趋化激活和细胞黏附） 。近年来，基于质谱（MS）分析的蛋白质组学在潜在生物标志物的研究中占据了核心地位，因为它为识别创新的分子通路和量化差异表达蛋白（DEPs）水平提供了机会 。特别是，功能蛋白质组学在结合蛋白质激活检测、蛋白质 - 蛋白质相互作用研究和激活通路分析方面非常有用 ；它可用于癌症类型分类、研究预后和预测治疗反应，还可用于发现靶向治疗工具。与定义潜在基因产物的基因组分析不同，蛋白质组学反映了在翻译控制、蛋白质降解或通过翻译后修饰调节蛋白质活性等过程中实际的蛋白质表达情况。已有研究表明，蛋白质表达数据与药物敏感性或耐药性的相关性比其他 “组学” 研究数据更强，因此这些分析可用于研究多因素病理，如癌症 。

在这项研究中，“G. d’ Annunzio” 大学基耶蒂 - 佩斯卡拉分校先进研究与技术中心的研究人员收集了过去十年的蛋白质组学研究资料。研究人员分析了蛋白质生物标志物，并将其分为组织 / 细胞标志物和循环标志物。此外，研究人员使用 Ingenuity Pathway Analysis（IPA）生物信息学工具进行了荟萃分析，以从收集的数据集中提取新的详细信息。

结果

蛋白质生物标志物在生物流体和组织中的分布与分析

表 1 列出了蛋白质标志物，并按其来源的生物流体 / 细胞 / 组织、各自的变化趋势、生物基质、肿瘤类型、相关文章数量、PANTHER 蛋白质分类和参考文献进行了区分。研究人员发现，蛋白质组学和免疫组织化学研究是生物标志物发现中常用的主要检测方法。具体而言，蛋白质组学工具可分为基于抗体的方法（包括蛋白质免疫印迹法、酶联免疫吸附测定（ELISA）、免疫组织化学（IHC）和蛋白质微阵列）和非基于抗体的方法（包括基于蛋白质质谱的技术） 。有趣的是，大多数调节蛋白来自对生物流体（74.2%）的研究，如外周血、血浆、血清、尿液和胰液 。相比之下，只有 25.8% 的蛋白质涉及对细胞模型或肿瘤组织切片的研究。一方面，研究组织生物标志物在表征肿瘤类型、确定肿瘤分期或制定适当的治疗策略方面可能非常有用。根据 “PANTHER 蛋白质分类”（图 1A），在循环蛋白质生物标志物中，20.9% 的蛋白质是细胞内信号分子（ISMs），9.0% 是转运 / 载体蛋白（T/CPs）和代谢物相互转化酶（MIEs），7.5% 对应于细胞骨架蛋白（CPs）。考虑表 1 和图 1B 中列出的细胞 / 组织蛋白质生物标志物，发现最多的蛋白质（29.2%）与代谢物相互转化酶（MIEs）相关，12.5% 的蛋白质是细胞黏附分子（CAMs），而 8.3% 的蛋白质与蛋白质结合活性调节剂（P - BAMs）、跨膜信号受体（TSRs）、钙结合蛋白（C - BPs）和细胞骨架蛋白（CPs）相关 。表 1 “Panther Class” 列中列出了涉及上述蛋白质类别的蛋白质。本荟萃分析中使用的所有生物标志物均与胰腺癌相关，特别是表 1 “肿瘤类型” 列中提供了与 PC/PDAC 细胞或肿瘤微环境（TME）相关的液体和组织生物标志物，其中有与 PDAC、PC 和 PDAC 不同阶段以及 TME 相关的生物标志物，因为 PC/PDAC 的侵袭性是由 TME 中的炎症过程和广泛的间质网络驱动的。具体而言，59.57% 的蛋白质生物标志物与 PC 相关，与 PDAC 相关的生物标志物占总数的 26.60%，10.64% 的生物标志物描述了 PC/PDAC 的特定阶段，3.19% 的生物标志物与 TME 相关。循环生物标志物黏蛋白 MUC5AC 在 PC 的 PanIN1A 期至晚期上调；巨噬细胞抑制细胞因子 - 1（MIC - 1）、乙醇脱氢酶（ADH）、糖类抗原 19 - 9（CA19 - 9）、维生素 K 依赖蛋白 Z（PROZ）和肿瘤坏死因子受体超家族成员 6b（TNFRSF6B）是与 PC 早期相关的上调循环生物标志物。另一方面，血浆组织因子途径抑制剂（TFPI）和腱生蛋白 C（TNC - FN）是与 PDAC 早期（IA/IB/IIA 期、IIB 期）相关的上调循环生物标志物；前梯度蛋白 2（AGR2）和胰岛素样生长因子结合蛋白 - 3（IGFBP3）分别是与 PDAC 的 PanIN3 期和侵袭性 PDAC 相关的上调循环生物标志物。最后，血小板反应蛋白 - 2（THBS - 2）和转化生长因子 - β（TGF - β）是与 PC 的 TME 相关的上调组织生物标志物。如表 1 “文章数量” 列所示，研究人员注意到 62.77% 的生物标志物仅在一篇文章中描述，主要与 PC 和 PDAC 相关，但也涉及 PC 早期、PDAC 早期（IA/IB/IIA 期、IIB 期）和 TME；特别是组织生物标志物双糖链蛋白聚糖（BGN）、色素上皮衍生因子（PEDF）和 THBS - 2 与 TME 相关，其他则与 PC/PDAC 相关。2.13% 的生物标志物（CEA 和 CA19A）在 20 多篇文章中被讨论，主要与 PDAC 和 PC 早期相关；35.11% 的生物标志物在 2 至 7 篇荟萃分析文章中被描述，涉及 PDAC、PC、PanIN1A 期和 PC 晚期、PanIN3 期和 PDAC 侵袭期。

液体生物标志物的功能分析揭示了其与癌症、炎症和脂质代谢的关联

在图 2 中，研究人员展示了所研究的生物标志物可能参与的主要通路，仅考虑具有显著意义的 “经典通路”（log10（P 值）>1.3）。其中，研究人员发现了三条有趣的下调（z 评分 < -2）通路，这些通路参与抑制增殖和炎症，包括视黄酸受体（RAR）激活通路、CDX 胃肠道癌症信号通路和肾上腺素能受体信号通路。IPA 功能分析获得的经典通路完整列表见补充表 S1。

“RAR 激活” 通路具有强大的抗增殖和抗炎特性 ；此外，RARs 能够抑制转录因子的活性，如 AP - 1，它参与细胞增殖和存活，尤其是癌细胞的增殖 ，以及 NF - κB，它调节先天和适应性免疫功能的多个方面，是炎症基因的关键调节因子 ，在细胞增殖和存活中也起着关键作用 。RAR 通路已在体外试验和临床试验中被证明是一个重要的可药物作用靶点。PI3K - α 抑制剂 “idelalisib” 分别于 2024 年终止了针对转移性胰腺腺癌（NCT03878524）和胰腺导管腺癌（NCT02468557）的 1 期临床试验；PARP（聚 ADP - 核糖聚合酶）抑制剂 “niraparib” 在 2023 年进入针对晚期 PDAC 的 2 期临床试验（NCT05442749）。

关于 “CDX 胃肠道癌症信号” 的抑制，CDX 基因敲除会增加结直肠癌的发生，CDX 产物在癌症进展和肠道炎症中发挥重要作用 。在这种情况下，药物 “ABBV - 621” 以 TNFSF10 为 “CDX 胃肠道癌症信号” 和 “肾上腺素能受体信号” 中的靶分子，并且已经完成了 1 期临床试验（NCT03082209）。

有趣的是，“肾上腺素能受体信号” 通路被发现处于失活状态；该通路参与人体的 “战斗或逃跑” 反应，因为去甲肾上腺素（NE）在情绪、睡眠调节和行为表达中起作用。具体而言，ADRA1 - 2 受体已被发现影响认知功能，如工作记忆、注意力、恐惧和空间学习，而 ADRB1 - 2 受体在听觉恐惧、空间参考、恐惧记忆和记忆检索中起作用 。对该通路的抑制及其相关影响进行研究和监测，可能有助于了解 PC 的伴随症状。关于该通路的可药物作用性，药物 “anakinra” 以肾上腺素能受体信号中的 IL - 1A 和 IL - 1B 为靶点，目前正处于 2 期临床试验（NCT04926467）。

至于许多预测为上调（z 评分 > 2）的通路，它们涉及许多宏观类别，如癌症信号传导、细胞应激和损伤、免疫反应信号传导、神经递质、神经系统以及其他疾病信号传导通路（图 2）。

模式识别受体（PRRs）的激活会导致特定基因的激活，进而触发先天免疫反应；NOD 样受体是这类分子的成员，有助于激活对细胞应激的先天免疫反应 。NOD1 突变会增加患炎症性肠病的