一、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)

　　蛋白質(zhì)組學(xué)主要研究細胞或組織中全部蛋白質(zhì)的表達、結構和功能。隨著(zhù)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，實(shí)現了定量研究，并為藥物研發(fā)提供了更精準的數據支持。其技術(shù)可分為三大類(lèi)：

　　（一） 表達蛋白質(zhì)組學(xué)

　　對正常、疾病或藥物處理細胞中的蛋白質(zhì)進(jìn)行定性或定量研究，例如雙向凝膠電泳結合質(zhì)譜、熒光差異凝膠電泳、同位素標記相對和絕 對定量等技術(shù)。

　　（二）結構蛋白質(zhì)組學(xué)

　　研究特定細胞或細胞器中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)復合體的組成，確定其定位并了解蛋白質(zhì)間相互作用。

　　（三） 功能蛋白質(zhì)組學(xué)

　　研究蛋白質(zhì)轉錄后修飾，為細胞信號轉導、疾病機制等提供重要信息。

　　圖1 典型蛋白質(zhì)組學(xué)的數據匯總（圖源：Nature Reviews Cancer）

　　二、藥物靶點(diǎn)發(fā)現

　　藥物靶點(diǎn)是藥物在體內的作用結合位點(diǎn)，通常為蛋白質(zhì)。發(fā)現新的藥物靶點(diǎn)對于藥物研發(fā)至關(guān)重要。蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物靶點(diǎn)發(fā)現中的應用主要包括：

　　（一）比較蛋白質(zhì)表達譜

　　通過(guò)比較正常組織和腫瘤組織、耐藥細胞與敏感細胞等不同狀態(tài)下的蛋白質(zhì)表達譜，發(fā)現差異表達蛋白，從而發(fā)現新的藥物靶點(diǎn)。

　　（二） 研究蛋白質(zhì)相互作用

　　通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究蛋白質(zhì)間相互作用，發(fā)現與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò )，從而發(fā)現新的藥物靶點(diǎn)。

　　（三） 藥物親和反應的靶點(diǎn)穩定性技術(shù) (DARTS)

　　利用活性小分子與其靶標蛋白結合后靶標的熱穩定性、蛋白水解性或氧化穩定性等變化來(lái)尋找活性小分子的潛在靶標。

　　（四） 翻譯后修飾（PTM）分析

　　磷酸化、泛素化等修飾位點(diǎn)的高通量檢測技術(shù)（如磷酸化抗體芯片結合AI預測算法）加速靶點(diǎn)發(fā)現。例如，諾華利用泛素化蛋白質(zhì)組篩選出E3連接酶新靶點(diǎn)，用于PROTAC藥物開(kāi)發(fā)。

　　三、藥物作用機制研究

　　闡明藥物作用機制對于藥物研發(fā)和臨床應用至關(guān)重要。蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物作用機制研究中的應用主要包括：

　　（一） 分析藥物處理后的蛋白質(zhì)表達譜變化

　　通過(guò)比較藥物處理前后細胞或組織的蛋白質(zhì)表達譜，發(fā)現差異表達蛋白，從而推斷藥物的作用靶點(diǎn)和作用機制。

　　（二） 研究藥物與靶蛋白的相互作用

　　通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究藥物與靶蛋白的相互作用，揭示藥物的作用機制。

　　（三） 中藥作用機制研究

　　利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究中藥單體或部位、組分對細胞中蛋白質(zhì)的影響，從而闡明中藥作用的物質(zhì)基礎及配伍規律，并最終揭示中藥抗腫瘤的分子機制。

　　四、蛋白質(zhì)組學(xué)在腫瘤藥物研發(fā)中的核心應用和關(guān)鍵技術(shù)

　　（一） 靶點(diǎn)發(fā)現與驗證

　　藥物靶標發(fā)現是創(chuàng )新藥物研發(fā)中的重要環(huán)節。創(chuàng )新藥物發(fā)現主要有兩種途徑: 若已知靶標，

　　可以進(jìn)行基于靶標的藥物發(fā)現（TDD）；若未知靶標，可以進(jìn)行基于表型篩選的藥物發(fā)現（PDD）。目前常用的技術(shù)主要包括靶標垂釣技術(shù)、靶標穩定性漂移技術(shù)等。

　　1.新靶點(diǎn)挖掘：大規模蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò )分析（如BioPlex 3.0數據庫）揭示KRAS突變腫瘤中SHP2的共激活機制，推動(dòng)SHP2抑制劑（RMC-4630）進(jìn)入II期臨床。例如，百濟神州公司基于TDD研發(fā)出了能對BTK形成持續且完全抑制的澤布替尼 ( zanubrutinib)。

　　2.老靶點(diǎn)新機制：蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現EGFR抑制劑耐藥與AXL受體酪氨酸激酶代償激活相關(guān)，促成了AXL/EGFR雙靶點(diǎn)藥物（例如Bemcentinib聯(lián)用奧希替尼）的開(kāi)發(fā)。

　　圖2 靶標穩定性漂移技術(shù)（圖源：中國藥物化學(xué)雜志）

　　（二） 生物標志物開(kāi)發(fā)

　　1.基于血漿外泌體蛋白質(zhì)組（如Claudin-6、EpCAM）的液體活檢技術(shù)已用于卵巢癌早期篩查（ExoDx Prostate測試獲FDA突破性認定）。

　　2.磷酸化蛋白質(zhì)組標志物（如pERK/pAKT動(dòng)態(tài)比值）可預測PI3K/mTOR抑制劑療效，指導個(gè)體化用藥。

　　（三） 藥物作用機制與毒性評估

　　1.動(dòng)態(tài)蛋白質(zhì)組追蹤揭示CDK4/6抑制劑（如帕博西尼）通過(guò)抑制Rb蛋白磷酸化以外的非經(jīng)典通路（如糖酵解重編程）發(fā)揮療效。

　　2.線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)組分析發(fā)現某些激酶抑制劑（如Sorafenib）引發(fā)氧化應激的分子開(kāi)關(guān)，推動(dòng)結構優(yōu)化以降低肝毒性。

　　（四） 超高分辨率質(zhì)譜技術(shù)

　　新一代質(zhì)譜（如Orbitrap Astral、timsTOF Ultra）將檢測靈敏度提升至單細胞級別，結合DIA（數據非依賴(lài)采集）技術(shù)，可同時(shí)定量分析數千種蛋白質(zhì)，揭示腫瘤微環(huán)境中低豐度信號蛋白（如PD-L1異構體）的動(dòng)態(tài)變化。

　　（五） 單細胞與空間蛋白質(zhì)組學(xué)

　　單細胞質(zhì)譜（SCoPE-MS）和空間成像質(zhì)譜（MIBI-TOF）技術(shù)突破傳統樣本均質(zhì)化局限，可解析腫瘤內部異質(zhì)性。例如，相關(guān)研究報道了通過(guò)空間蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現乳腺癌中特定亞群的代謝酶（IDH1）異常激活與化療耐藥相關(guān)。此外，《Nature Cancer》還報道了IDH1可能是胰腺癌的新靶點(diǎn)。

　　（六） 網(wǎng)絡(luò )藥理學(xué)

　　網(wǎng)絡(luò )藥理學(xué)是一種基于網(wǎng)絡(luò )分析的抗腫瘤藥物研發(fā)理念。通過(guò)理解“疾病-靶點(diǎn)-藥物”相互作用網(wǎng)絡(luò )，分析藥物對疾病網(wǎng)絡(luò )的干預與影響，從而理解藥物的有效性和潛在毒性。蛋白質(zhì)組學(xué)可以積累大量有關(guān)藥物和網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)相互作用的數據，有助于實(shí)現以網(wǎng)絡(luò )藥理學(xué)為指導的抗腫瘤藥物研發(fā)理念

　　五、臨床診斷

　　蛋白質(zhì)組學(xué)在臨床診斷中的應用主要包括：

　　（一） 發(fā)現疾病相關(guān)蛋白質(zhì)標志物

　　通過(guò)比較疾病患者與健康人的蛋白質(zhì)表達譜，發(fā)現差異表達蛋白，從而作為疾病的診斷標志物。

　?。ǘ?開(kāi)發(fā)基于蛋白質(zhì)組學(xué)的診斷方法

　　利用蛋白質(zhì)芯片等技術(shù)進(jìn)行高通量的蛋白質(zhì)檢測，開(kāi)發(fā)基于蛋白質(zhì)組學(xué)的診斷方法，例如早期癌癥診斷。

　　蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物研發(fā)中的應用前景廣闊。隨著(zhù)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在藥物研發(fā)中的應用將更加廣泛和深入。例如：

　　1.開(kāi)發(fā)更靈敏、更特異的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)定量技術(shù)、基于蛋白質(zhì)芯片的蛋白質(zhì)相互作用分析技術(shù)等。

　　2.整合多組學(xué)數據：將蛋白質(zhì)組學(xué)數據與基因組學(xué)、代謝組學(xué)等數據整合，構建更全面的腫瘤網(wǎng)絡(luò )，從而更全面地了解腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制。

　　總結

　　蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物研發(fā)中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用，尤其是在腫瘤藥物研發(fā)中。通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，科研人員可以發(fā)現新的藥物靶點(diǎn)、闡明藥物作用機制、開(kāi)發(fā)新的診斷方法，并最終推動(dòng)創(chuàng )新藥物的發(fā)現和發(fā)展。未來(lái)重點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)臨床級標準化流程、降低檢測成本，并通過(guò)國際合作構建跨癌種蛋白質(zhì)組數據庫（例如國際癌癥蛋白質(zhì)組聯(lián)盟ICPC），最終實(shí)現從“蛋白質(zhì)指紋”到精準治療的閉環(huán)。

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