在一项新的研究中，来自美国国家癌症研究所、贝勒医学院、太平洋西北国家实验室、华盛顿大学、范德堡大学和得克萨斯大学卫生科学中心等研究机构的研究人员通过对来自患者的结肠癌组织产生的全部基因和蛋白的分析，对这种肿瘤有了更全面的认识，并指出新的癌症生物学机制和可能的新治疗策略。这项研究强烈支持对肿瘤组织的全面特征描述，并以此作为指导进一步研究的手段，以便开发早期的诊断策略和新的治疗方法。相关研究结果发表在2019年5月2日的Cell期刊上，论文标题为“Proteogenomic Analysis of Human Colon Cancer Reveals New Therapeutic Opportunities”。论文通讯作者为贝勒医学院分子与人类遗传学教授Bing Zhang博士、太平洋西北国家实验室的Tao Liu博士和Karin Rodland博士以及范德堡大学的Daniel Liebler博士。

图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.03.030。

论文共同通讯作者、贝勒医学院分子与人类遗传学教授Bing Zhang博士说，“这是首项研究对来自一组结肠癌患者的组织样本（包括肿瘤组织和邻近的正常组织）中的所有蛋白和基因进行分析。”

作为美国国家癌症研究所临床蛋白质组学肿瘤分析联盟（National Cancer Institute Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium）的一部分，这些研究人员产生了基因组数据和蛋白质组数据，并对这些数据进行生物信息学分析。结果就是首次构建出结肠癌肿瘤和邻近正常组织产生的不同蛋白的系统目录。

Zhang说，“我们不仅能够证实之前描述的结肠癌分子标志物，而且还能够发现肿瘤和正常组织产生的蛋白之间的新差异，这可能值得进一步研究。”

此外，这些研究人员还了解到，基因组学数据和蛋白质组学数据相互补充，从而使得科学家们能够更好地了解结肠癌细胞内部的情况。

Zhang说，“一个例子是SOX9。我们的基因组数据集表明SOX9是一种肿瘤抑制基因，这是因为它经常在结肠癌中发生突变，这种方式表明这个基因编码的蛋白的功能受到破坏，而且这种蛋白不会产生或者较少地产生。但是，当我们观察蛋白质组学数据---癌症组织中的真实蛋白---时，我们观察到相反的结果；SOX9蛋白在这些肿瘤中非常丰富，超过正常水平。蛋白质组学数据因此挑战了SOX9是肿瘤抑制基因的说法。”

进一步的生物信息学分析对基因组数据和蛋白质组学数据之间的这种矛盾和其他的明显矛盾以及其他发现提出了可能的解释。

Liu 说，“对基因的分析告诉我们可能会出现什么差错。但是在分析蛋白之前，我们并不确切知道究竟出了什么问题。”作为这项研究的一部分，Liu及其团队进行了结肠癌中最详细的蛋白活性测量。

除了SOX9之外，Zhang和他的同事们还发现了其他有趣的新发现，这可能指导改善结肠癌治疗的研究。比如，美国食品药物管理局（FDA）已批准使用一种称为DNA错配修复缺陷的生物标志物来识别接受基于免疫检查点抑制剂的免疫疗法治疗的候选患者。然而，只有一部分具有这种生物标志物的结肠癌患者对这种疗法有反应。通过生物信息学分析，Zhang和他的同事们针对免疫疗法为何不适用于所有存在DNA错配修复缺陷的结肠癌发现了新的线索，这可能导致人们开发出新的治疗方法。