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科學(xué)家全面繪制人類健康與疾病蛋白質(zhì)組圖譜

來源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年11月25日 18:25

來源:媒體滾動(dòng)

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院教授郁金泰、毛穎團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院研究員程煒、教授馮建峰團(tuán)隊(duì)合作,全面繪制了人類健康與疾病蛋白質(zhì)組圖譜,并結(jié)合人工智能大數(shù)據(jù)分析方法構(gòu)建了疾病診斷預(yù)測(cè)模型以及發(fā)現(xiàn)了26個(gè)藥物治療新靶點(diǎn),為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的實(shí)施提供了重要科學(xué)依據(jù)。11月22日,相關(guān)研究發(fā)表于《細(xì)胞》。

大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)研究能夠深化對(duì)健康和疾病的理解,但現(xiàn)有研究仍集中于有限的疾病結(jié)局,蛋白與健康和疾病之間的關(guān)系仍然存在許多未解之謎。

研究團(tuán)隊(duì)深入分析了53026名個(gè)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(gè)蛋白質(zhì)-疾病關(guān)聯(lián)和554488個(gè)蛋白質(zhì)-表型關(guān)聯(lián)。其中,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。

人類健康與疾病血漿蛋白質(zhì)組圖譜。圖片來源于《細(xì)胞》

利用蛋白質(zhì)組學(xué)特征對(duì)660種疾病進(jìn)行聚類,能夠重新審視疾病的類別和亞型。例如,按照傳統(tǒng)疾病分類策略,各種癡呆亞型被劃分到同一疾病亞群,而亞群還包含精神、內(nèi)分泌、心血管等系統(tǒng)疾病。結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)特征,研究團(tuán)隊(duì)揭示了該亞群的特征性生物學(xué)功能,進(jìn)而解釋了患者身上同時(shí)出現(xiàn)看似不相關(guān)癥狀的緣由。

進(jìn)一步地,研究團(tuán)隊(duì)識(shí)別出了具有潛在診斷和預(yù)測(cè)價(jià)值的生物標(biāo)志物,發(fā)現(xiàn)基于蛋白質(zhì)的模型在183種疾病中的AUC值超過0.80,將有助于提高疾病的早期診斷率。值得一提的是,GDF15被發(fā)現(xiàn)是預(yù)測(cè)和診斷多種疾病的關(guān)鍵蛋白,可能成為一個(gè)重要的生物標(biāo)志物。EDA2R、NTproBNP、COL9A1和NEFL等蛋白也在多個(gè)疾病中表現(xiàn)出良好的預(yù)測(cè)和診斷性能。

同時(shí),研究人員確定了474個(gè)具有潛在因果關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)-疾病對(duì),提供了對(duì)25個(gè)已知靶點(diǎn)的37種潛在藥物重新利用機(jī)會(huì),并確立了26個(gè)具有治療潛力且安全性良好的新靶點(diǎn),為老藥新用和新藥開發(fā)提供了重要線索。基于研究結(jié)果,研究團(tuán)隊(duì)也建立了一個(gè)可開放訪問的蛋白質(zhì)組-表型組資源數(shù)據(jù)庫Proteome-Phenome Atlas,以期幫助科學(xué)家更好地理解疾病的生物學(xué)機(jī)制,加速疾病生物標(biāo)志物、預(yù)測(cè)診斷模型和治療靶點(diǎn)的開發(fā)。

相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.045

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