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应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱联合磁珠技术寻找肺癌血清蛋白标志物

谢静 朱乾坤 朱莉思 肖刻 朱威 诸葛斯亮 朱朝晖 吴志宏

谢静, 朱乾坤, 朱莉思, 肖刻, 朱威, 诸葛斯亮, 朱朝晖, 吴志宏. 应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱联合磁珠技术寻找肺癌血清蛋白标志物[J]. 协和医学杂志, 2016, 7(6): 416-420. doi: 10.3969/j.issn.1674-9081.2016.06.003
引用本文: 谢静, 朱乾坤, 朱莉思, 肖刻, 朱威, 诸葛斯亮, 朱朝晖, 吴志宏. 应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱联合磁珠技术寻找肺癌血清蛋白标志物[J]. 协和医学杂志, 2016, 7(6): 416-420. doi: 10.3969/j.issn.1674-9081.2016.06.003
Jing XIE, Qian-kun ZHU, Li-si ZHU, Ke XIAO, Wei ZHU, Si-liang ZHUGE, Zhao-hui ZHU, Zhi-hong WU. Early Detection of Serum Protein Biomarker of Lung Cancer by Surface-enhanced Laser Desorption/ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Combining with Magnetic Bead[J]. Medical Journal of Peking Union Medical College Hospital, 2016, 7(6): 416-420. doi: 10.3969/j.issn.1674-9081.2016.06.003
Citation: Jing XIE, Qian-kun ZHU, Li-si ZHU, Ke XIAO, Wei ZHU, Si-liang ZHUGE, Zhao-hui ZHU, Zhi-hong WU. Early Detection of Serum Protein Biomarker of Lung Cancer by Surface-enhanced Laser Desorption/ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Combining with Magnetic Bead[J]. Medical Journal of Peking Union Medical College Hospital, 2016, 7(6): 416-420. doi: 10.3969/j.issn.1674-9081.2016.06.003

应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱联合磁珠技术寻找肺癌血清蛋白标志物

doi: 10.3969/j.issn.1674-9081.2016.06.003
详细信息
    通讯作者:

    朱朝晖 电话:010-69155512, E-mail:13611093752@163.com

    吴志宏 电话:010-69154259, E-mail:wuzh3000@126.com

  • 中图分类号: R736.3;R365

Early Detection of Serum Protein Biomarker of Lung Cancer by Surface-enhanced Laser Desorption/ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Combining with Magnetic Bead

More Information
  • 摘要:   目的  建立肺癌蛋白质指纹图谱诊断模型, 探讨用于肺癌早期诊断及手术疗效评估的血清蛋白标志物。  方法  收集38例肺癌患者、12例肺部良性肿瘤患者及32名正常对照者的血清标本, 应用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(surface-enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry, SELDI-TOF-MS)联合磁珠技术, 获得蛋白质指纹图谱, 采用BPS分析软件对数据分组及相关性进行分析, 初步建立肺癌的血清蛋白质指纹图谱诊断模型, 并验证其诊断效率; 同时对比肺癌患者手术前后的差异蛋白质谱, 结合肺癌的诊断模型, 选取合适的蛋白作为肺癌手术疗效的观察指标。  结果  在质荷比为1000~50 000范围内, 肺癌患者、肺部良性肿瘤患者和正常对照者之间共检测到215个蛋白质峰。其中, 质荷比为1115.37、1929.70、3217.57、3246.34、3318.57、11 508.90的6个蛋白质峰表达差异具有统计学意义(P < 0.05)。决策树模型对肺癌的原始判别敏感性为92.11%(35/38), 特异性为90.91%(40/44);交叉验证敏感性为86.67%(13/15), 特异性为86.67%(13/15)。其中质荷比为1115.37、1929.70、3246.34和11 508.90的蛋白质峰在肺癌患者中明显升高(P < 0.05), 当肺癌患者手术治疗后表达量较术前明显降低(P < 0.01), 表明这4个蛋白质峰对肺癌的诊断及疗效判定具有潜在应用价值。  结论  应用SELDI-TOF-MS技术建立的肺癌血清蛋白质指纹图谱诊断模型具有较高的敏感性和特异性, 为发现肺癌早期生物标志物并判断疗效奠定基础。
  • 图  1  质荷比在10 000~12 000范围内WCX2磁珠捕获到的差异蛋白峰

    其中11 508.90蛋白质峰(箭头)强度在肺癌组与正常对照组间呈差异表达,肺癌组蛋白质峰强度显著高于正常对照组

    图  2  鉴别肺癌患者、肺部良性肿瘤患者和正常对照者蛋白质谱差异表达的决策树模型

    当患者血清中的蛋白符合3318.57峰强度≤10.056且3246.34峰强度≤1.372且1929.70峰强度>0.826,或者3318.57峰强度≤10.056且3246.34峰强度>1.372,则被模型判断为肺癌;当患者血清中的蛋白符合3318.57峰强度>10.056,或者3318.57峰强度≤10.056且3246.34峰强度≤1.372且1929.70峰强度≤0.826,则被模型判断为正常

    表  1  肺癌组与肺部良性肿瘤及正常对照组的蛋白质峰表达差异(x±s)

    质荷比 肺癌组 肺部良性肿瘤
    及正常对照组
    t P
    1115.37 0.36±0.51 0.07±0.63 2.248 0.027
    1929.70 0.63±1.58 0.02±1.74 2.462 0.016
    3217.57 1.46±1.72 2.81±2.28 -2.897 0.004
    3246.34 1.79±1.93 0.97±1.74 2.022 0.047
    3318.57 6.90±5.44 9.78±5.47 -2.374 0.002
    11 508.90 0.91±1.64 0.32±0.96 -2.032 0.045
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    表  2  肺癌组和肺部良性肿瘤及正常对照组蛋白质谱差异模型敏感性及特异性[例(%)]

    类别 组别 对照组 肺癌组
    建模 对照组(n=44) 40(90.91) 4(9.09)
    肺癌组(n=38) 3(7.90) 35 (92.11)
    验证 对照组(n=15) 13(86.67) 2(13.33)
    肺癌组(n=15) 2(13.33) 13(86.67)
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    表  3  肺癌患者手术前后蛋白质谱表达的差异(n=38,x±s)

    质荷比 治疗前 治疗后 t P
    1115.37 0.36±0.51 0.23±0.61 -3.195 0.003
    1929.70 0.63±1.58 0.36±1.29 -2.861 0.006
    3217.57 1.46±1.72 0.97±1.53 -3.396 0.001
    3246.34 1.79±1.93 1.63±2.30 -2.777 0.008
    3318.57 6.90±5.44 3.78±3.20 -3.466 0.001
    11 508.90 0.91±1.64 0.74±1.74 -4.195 0.000
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-20
  • 刊出日期:  2016-11-30

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