技術原理

蛋白質組學是系統研究生物體在特定時間、特定狀態下表達的所有蛋白質的學科。其核心原理在於直接分析蛋白質這一生命活動的“執行者”，能動態反映基因表達的最終結果及翻譯後修飾、相互作用等複雜資訊。該技術旨在全面揭示蛋白質的種類、數量、結構和功能變化，從而理解生理或病理過程的分子機制。其研究層面遠較基因組學複雜，因為蛋白質存在動態修飾和構象變化，且表達水準與mRNA並非完全線性相關，因此能提供更貼近功能的生物學洞察。

蛋白質組學的核心技術主要基於質譜分析。其標準流程通常包括：樣本製備（如組織裂解、體液預處理）、蛋白質酶解成肽段、液相色譜分離，然後進入質譜儀進行離子化、品質分析和檢測。通過比較不同樣本的質譜圖譜，可實現蛋白質的鑒定與定量。此外，蛋白質晶片技術可用于高通量篩選蛋白相互作用或抗體檢測。近年發展的靶向質譜能對特定目標蛋白進行精確定量。這些技術產生的海量資料需借助生物資訊學工具進行解析和挖掘，以轉化為有意義的生物學發現。

在癌症早篩中的應用 在癌症早篩領域，蛋白質組學通過分析血液、尿液等體液中極微量的蛋白質標誌物，致力於在無症狀階段發現腫瘤。其策略是通過對比健康人群與癌症患者的蛋白質譜，篩選出具有高靈敏度和特異性的蛋白組合。基於質譜的液體活檢技術正在發現新型迴圈蛋白標誌物，甚至能識別腫瘤來源的外泌體蛋白特徵。這些標誌物組合有望構建成本相對較低、侵入性小的早篩檢測方法，對於肝癌、卵巢癌、胰腺癌等缺乏有效早期診斷手段的癌症具有重大臨床價值。

在治療後追蹤與監測中的應用 蛋白質組學在癌症治療後的追蹤方面，主要應用於療效評估、復發監測及耐藥機制研究。通過動態分析治療前後患者血清或腫瘤組織中的蛋白質譜變化，可以客觀評估藥物是否起效、腫瘤是否縮小或發生分子層面的消退。例如，監測與細胞凋亡、增殖相關的特定蛋白信號通路的變化。更重要的是，該技術能夠識別與獲得性耐藥相關的蛋白標誌物，為及時調整治療方案（如更換靶向藥物或聯合用藥）提供依據。這種即時、精准的分子追蹤，是實現個體化癌症治療管理和改善患者長期預後的關鍵工具。

文獻

  • 1. Biological multi-omics approaches to next-generation biomarkers in immune-related disorders and malignancies: An overview.

    Goswami PK, Chatterjee S.Clin Transl Oncol. 2025 Dec 1. doi: 10.1007/s12094-025-04128-0. Online ahead of print.
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  • 2. Serum autoantibody signatures enable non-invasive early detection of pancreatic cancer.

    Sun L, Liu Y, Yang Q, Zhu J, Li T, Jiang D, Lu Y, Liu L, Wang Y, Zhang X, Wang Z, Ma H, Shi J, Wang K, Wang P, Song C, Wang K, Ye H.
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  • 3. Protein misfolding and cancer - proteomics as an approach for biomarker discovery.

    Therachiyil L, Anamangadan G, Sadok M, Ansari AW, Ahmad A, Korashy HM, Uddin S.Adv Protein Chem Struct Biol. 2025;148:97-116. doi: 10.1016/bs.apcsb.2025.08.006. Epub 2025 Aug 30.
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  • 4. Dose-Dependent Ferroptosis Induction in Osteosarcoma via NRF2/GPX4 Axis Modulation by Plasma-Activated Liquid Therapy.

    Xiao L, Zhang M, He P, Wang H, Li S, Wu Y, Xu S, Hu Y. Antioxid Redox Signal. 2025 Nov 20. doi: 10.1177/15230864251399168. Online ahead of print.
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  • 5. Redefining the Diagnostic and Therapeutic Landscape of Non-Small Cell Lung Cancer in the Era of Precision Medicine.

    Khan S, Upadhyay S, Kauser S, Hasan GM, Lu W, Waters M, Hassan MI, Sohal SS. J Clin Med. 2025 Nov 12;14(22):8021. doi: 10.3390/jcm14228021.
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  • 6. S100 Calcium-Binding Protein P and Cathepsin E as Key Mediators in Pancreatic Cancer Tumorigenesis.

    Meng Y, Deng Q, Zhang Y, Wei F, Wu J, Yan H.
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  • 7.Toxoplasma effector TgROP1 establishes membrane contact sites with the endoplasmic reticulum during infection.

    Mehra C, Alvarado Valverde J, Matias AMN, Torelli F, Medeiros TC, Straub J, Asaki JD, Bradley PJ, Luck K, Lawo S, Treeck M, Pernas L. Nat Microbiol. 2025 Dec;10(12):3331-3345. doi: 10.1038/s41564-025-02193-3. Epub 2025 Nov 25.
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  • 8.Proteomics of malignant pleural mesothelioma under hypoxic and normoxic conditions in a large animal (porcine) tumor model.

    Min W, He D, Liu X, Zhu X, Cui B, Cao W, Zuo Z, Wang J, Ye Z, Tang X, Yong S, Xiong S, Jin D, Zhao S, Gou Y. BMC Cancer. 2025 Nov 26. doi: 10.1186/s12885-025-15256-9. Online ahead of print.
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  • 9. Potential Drug Targets for Migraine Identified Through Mendelian Randomization Analysis of the Human Plasma Proteome.

    Guo L, Li J, Chen Z, Zhang X, Li C. Mol Neurobiol. 2025 Nov 25;63(1):172. doi: 10.1007/s12035-025-05501-4.
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  • 10. Advancing liver cancer diagnosis and treatment with multi-omics approaches: a systematic review.

    Hashem EM, Karrar AM, Mabrouk MS.

    Discov Oncol. 2025 Nov 24;16(1):2188. doi: 10.1007/s12672-025-03623-8.
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