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01復(fù)旦大學(xué)團隊全面繪制了人類健康與疾病蛋白質(zhì)組圖譜，發(fā)現(xiàn)血漿蛋白質(zhì)能有效預(yù)測100余種疾病的發(fā)病風(fēng)險。

02研究揭示了168100個蛋白質(zhì)-疾病關(guān)聯(lián)和554488個蛋白質(zhì)-表型關(guān)聯(lián)，超過650種蛋白質(zhì)與至少50種疾病存在聯(lián)系。

03通過機器學(xué)習(xí)等人工智能大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研究人員識別出了具有潛在診斷和預(yù)測價值的生物標(biāo)志物。

04其中，GDF15和EDA2R在疾病預(yù)測和診斷方面表現(xiàn)出良好性能，具有廣泛的臨床應(yīng)用潛力。

05最后，研究團隊建立了可開放訪問的蛋白質(zhì)組-表型組資源數(shù)據(jù)庫Proteome-Phenome Atlas，為新藥開發(fā)提供了重要線索。

以上內(nèi)容由騰訊混元大模型生成，僅供參考

▎藥明康德內(nèi)容團隊編輯  

蛋白質(zhì)直接反映出人體的生理過程和病理變化，因此理解蛋白質(zhì)與疾病的關(guān)聯(lián)對于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)有著重要意義。近年來，大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)研究能夠深化對健康和疾病的認(rèn)識，為理解疾病機制、識別生物標(biāo)志物、預(yù)測疾病風(fēng)險、早期發(fā)現(xiàn)藥物不良反應(yīng)等一系列研究領(lǐng)域提供助力。

不過，目前的研究仍然集中在有限的疾病結(jié)局中，許多疾病仍未被充分探索，缺乏全面的人類蛋白質(zhì)組-表型組圖譜。相關(guān)蛋白質(zhì)究竟是某些疾病的特異性標(biāo)志，還是多種疾病之間的共有特征仍不清楚。此外，血漿蛋白質(zhì)在疾病預(yù)測、診斷和治療中的獨特價值也有待進一步揭示。

最近，復(fù)旦大學(xué)團隊全面繪制了人類健康與疾病蛋白質(zhì)組圖譜，為理解健康與疾病提供了新思路。他們發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上的論文發(fā)現(xiàn)，借助血漿蛋白質(zhì)能夠有效預(yù)測100余種疾病的發(fā)病風(fēng)險，有些蛋白質(zhì)還可能成為某些疾病的潛在治療靶點。

研究深入分析了來自英國生物銀行制藥蛋白質(zhì)組學(xué)項目（UK Biobank Pharma Proteomics Project）的53026名個體的血漿蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，納入了2920種血漿蛋白質(zhì)與406種既往患病、660種隨訪新發(fā)疾病以及986種健康相關(guān)特征，跨越了14.8年的中位隨訪期，揭示了168100個蛋白質(zhì)-疾病關(guān)聯(lián)和554488個蛋白質(zhì)-表型關(guān)聯(lián)。

研究中發(fā)現(xiàn)超過650種蛋白質(zhì)與至少50種疾病存在聯(lián)系，而超過1000種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出性別和年齡的異質(zhì)性，這些發(fā)現(xiàn)深化了對疾病間共享和特異分子機制的理解，揭示了不同人群在疾病易感性上的差異。

▲研究示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

隨后，研究人員利用機器學(xué)習(xí)等人工智能大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，識別出了具有潛在診斷和預(yù)測價值的生物標(biāo)志物。研究發(fā)現(xiàn)，基于蛋白質(zhì)的模型在183種疾病中的AUC值超過0.8（AUC表示曲線下面積，AUC越接近1，檢測真實性越高），表明在診斷或預(yù)測疾病時有不錯的表現(xiàn)。其中，模型在預(yù)測或診斷循環(huán)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌和代謝疾病時的表現(xiàn)尤為突出。這一結(jié)果明顯優(yōu)于基于人口統(tǒng)計學(xué)的模型，將有助于提高疾病的早期診斷率。

值得注意的是，在疾病預(yù)測方面，模型在9種疾病中的AUC值超過0.9，表明預(yù)測結(jié)果非常出色。這些疾病包括伴有外周循環(huán)并發(fā)癥的2型糖尿病、高血壓腎病、慢性腎病綜合征透析、背景期糖尿病性視網(wǎng)膜病變等。

同時，模型對36種疾病的診斷取得了超過0.9的AUC值，尤其是對于1型糖尿病、糖尿病性黃斑病變、慢性腎病、2型糖尿病、高血壓腎病、心肌梗死和背景期糖尿病性視網(wǎng)膜病變，診斷的AUC更是超過0.95。

接下來，為了識別與每種疾病相關(guān)的關(guān)鍵鑒別因素，研究團隊計算了不同血漿蛋白在預(yù)測和診斷疾病中的重要性，并且篩選出重要程度名列前茅的蛋白。

其中，GDF15在預(yù)測和診斷疾病時，都是在最多疾病中排名第一的蛋白，因此自然引起研究團隊的關(guān)注。另一個在疾病預(yù)測和診斷方面都表現(xiàn)出良好性能的蛋白是EDA2R。具有廣泛的臨床應(yīng)用潛力。

進一步的研究揭示了GDF15和EDA2R的廣泛臨床應(yīng)用潛力。GDF15與潰瘍性結(jié)腸炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病有因果關(guān)系，支持了該蛋白可能參與自身免疫性疾病發(fā)病機制的假說。此外，肝硬化、慢性阻塞性肺病和慢性腎病等疾病可能導(dǎo)致EDA2R和GDF15的變化，因此這些蛋白反映出相關(guān)器官的病理。

最后，由于血漿蛋白是藥物靶點的主要來源，研究團隊試圖挖掘已識別的疾病相關(guān)蛋白，以尋找有望用于藥物開發(fā)的靶點。通過對具有潛在因果關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)-疾病進行藥物靶點分析，研究人員提供了對25個已知靶點的37種潛在藥物重新利用機會，例如目前在癌癥、感染性疾病、心血管疾病、眼科疾病等廣泛疾病類型中有治療潛力的BSG靶點，還可能用于抑郁癥療法的開發(fā)。

基于進一步的安全性評估，研究確立了26個具有治療潛力且安全性良好的新靶點，為新藥開發(fā)提供了重要線索。

研究團隊表示：“這項研究繪制的人類健康與疾病蛋白質(zhì)組圖譜揭示了血漿蛋白在疾病診斷、預(yù)測和治療中的潛在應(yīng)用價值。研究為臨床實踐提供了科學(xué)依據(jù)，有助于疾病的早期檢測、精準(zhǔn)分層和個性化治療。未來，基于這一開放獲取的蛋白質(zhì)組學(xué)圖譜，研究人員將能夠更深入地探索疾病發(fā)病機制，推動生物標(biāo)志物和預(yù)測/診斷模型開發(fā)，并探尋全新治療靶點，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！?img src="http://img.trfsz.com/upload/news/2024/1125/photos/middle/20241125181032_2lqf_dh26upq8.jpg" alt="圖片">▲Proteome-Phenome Atlas數(shù)據(jù)庫首頁（圖片來源：研究團隊提供）為了進一步推動科學(xué)研究和精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展，研究人員建立了一個可開放訪問的蛋白質(zhì)組-表型組資源數(shù)據(jù)庫Proteome-Phenome Atlas（https://proteome-phenome-atlas.com/），涵蓋了血漿蛋白與疾病的流行病學(xué)關(guān)聯(lián)以及疾病相關(guān)蛋白的功能富集通路、預(yù)測診斷等豐富信息。封面圖來源：123RF參考資料：[1] Deng et al., Atlas of the plasma proteome in health and disease in 53,026 adults. Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.045

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