一、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)

　　蛋白質(zhì)組學(xué)主要研究細(xì)胞或組織中全部蛋白質(zhì)的表達(dá)、結(jié)構(gòu)和功能。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，實現(xiàn)了定量研究，并為藥物研發(fā)提供了更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。其技術(shù)可分為三大類：

　　（一） 表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)

　　對正常、疾病或藥物處理細(xì)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(jié)合質(zhì)譜、熒光差異凝膠電泳、同位素標(biāo)記相對和絕 對定量等技術(shù)。

　　（二）結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)

　　研究特定細(xì)胞或細(xì)胞器中蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)復(fù)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(zhuǎn)錄后修飾，為細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、疾病機(jī)制等提供重要信息。

　　圖1 典型蛋白質(zhì)組學(xué)的數(shù)據(jù)匯總（圖源：Nature Reviews Cancer）

　　二、藥物靶點發(fā)現(xiàn)

　　藥物靶點是藥物在體內(nèi)的作用結(jié)合位點，通常為蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點對于藥物研發(fā)至關(guān)重要。蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物靶點發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用主要包括：

　　（一）比較蛋白質(zhì)表達(dá)譜

　　通過比較正常組織和腫瘤組織、耐藥細(xì)胞與敏感細(xì)胞等不同狀態(tài)下的蛋白質(zhì)表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)蛋白，從而發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點。

　　（二） 研究蛋白質(zhì)相互作用

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

　　（三） 藥物親和反應(yīng)的靶點穩(wěn)定性技術(shù) (DARTS)

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

　　（四） 翻譯后修飾（PTM）分析

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

　　三、藥物作用機(jī)制研究

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

　　（一） 分析藥物處理后的蛋白質(zhì)表達(dá)譜變化

　　通過比較藥物處理前后細(xì)胞或組織的蛋白質(zhì)表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)蛋白，從而推斷藥物的作用靶點和作用機(jī)制。

　　（二） 研究藥物與靶蛋白的相互作用

　　通過蛋白質(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(jī)制。

　　（三） 中藥作用機(jī)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(xì)胞中蛋白質(zhì)的影響，從而闡明中藥作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及配伍規(guī)律，并最終揭示中藥抗腫瘤的分子機(jī)制。

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

　　（一） 靶點發(fā)現(xiàn)與驗證

　　藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)是創(chuàng)新藥物研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)主要有兩種途徑: 若已知靶標(biāo)，

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

　　1.新靶點挖掘：大規(guī)模蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析（如BioPlex 3.0數(shù)據(jù)庫）揭示KRAS突變腫瘤中SHP2的共激活機(jī)制，推動SHP2抑制劑（RMC-4630）進(jìn)入II期臨床。例如，百濟(jì)神州公司基于TDD研發(fā)出了能對BTK形成持續(xù)且完全抑制的澤布替尼 ( zanubrutinib)。

　　2.老靶點新機(jī)制：蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)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雙靶點藥物（例如Bemcentinib聯(lián)用奧希替尼）的開發(fā)。

　　圖2 靶標(biāo)穩(wěn)定性漂移技術(shù)（圖源：中國藥物化學(xué)雜志）

　　（二） 生物標(biāo)志物開發(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(rèn)定）。

　　2.磷酸化蛋白質(zhì)組標(biāo)志物（如pERK/pAKT動態(tài)比值）可預(yù)測PI3K/mTOR抑制劑療效，指導(dǎo)個體化用藥。

　　（三） 藥物作用機(jī)制與毒性評估

　　1.動態(tài)蛋白質(zhì)組追蹤揭示CDK4/6抑制劑（如帕博西尼）通過抑制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.線粒體蛋白質(zhì)組分析發(fā)現(xiàn)某些激酶抑制劑（如Sorafenib）引發(fā)氧化應(yīng)激的分子開關(guān)，推動結(jié)構(gòu)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(xì)胞級別，結(jié)合DIA（數(shù)據(jù)非依賴采集）技術(shù)，可同時定量分析數(shù)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(gòu)體）的動態(tài)變化。

　　（五） 單細(xì)胞與空間蛋白質(zhì)組學(xué)

　　單細(xì)胞質(zhì)譜（SCoPE-MS）和空間成像質(zhì)譜（MIBI-TOF）技術(shù)突破傳統(tǒng)樣本均質(zhì)化局限，可解析腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性。例如，相關(guān)研究報道了通過空間蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)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。

　　（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。通過理解“疾病-靶點-藥物”相互作用網(wǎng)絡(luò)，分析藥物對疾病網(wǎng)絡(luò)的干預(yù)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(jié)點相互作用的數(shù)據(jù)，有助于實現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)為指導(dǎo)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(yīng)用主要包括：

　　（一） 發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)蛋白質(zhì)標(biāo)志物

　　通過比較疾病患者與健康人的蛋白質(zhì)表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)蛋白，從而作為疾病的診斷標(biāo)志物。

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

　　1.開發(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(shù)據(jù)：將蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)與基因組學(xué)、代謝組學(xué)等數(shù)據(jù)整合，構(gòu)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(jī)制。

　　總結(jié)

　　蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物研發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用，尤其是在腫瘤藥物研發(fā)中。通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，科研人員可以發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點、闡明藥物作用機(jī)制、開發(fā)新的診斷方法，并最終推動創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。未來重點在于開發(fā)臨床級標(biāo)準(zhǔn)化流程、降低檢測成本，并通過國際合作構(gòu)建跨癌種蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫（例如國際癌癥蛋白質(zhì)組聯(lián)盟ICPC），最終實現(xiàn)從“蛋白質(zhì)指紋”到精準(zhǔn)治療的閉環(huán)。

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