摘要：随着CT检查的普及，“肺结节”逐渐成为大众体检报告中的“高频词”。不过无症状人群中检出的肺结节，绝大多数为良性结节。然而，这些结节的管理在临床上仍面临挑战。由于不同亚实性结节（SSNs）的生长趋势存在显著异质性，部分结节可能快速进展为浸润性肺癌，需要及时手术干

随着CT检查的普及，“肺结节”逐渐成为大众体检报告中的“高频词”。不过无症状人群中检出的肺结节，绝大多数为良性结节。然而，这些结节的管理在临床上仍面临挑战。由于不同亚实性结节（SSNs）的生长趋势存在显著异质性，部分结节可能快速进展为浸润性肺癌，需要及时手术干预，而另一些则可能长期稳定或缓慢生长。因此，深入理解亚实性结节的肿瘤发生和进展机制对于早期干预和精准治疗具有重要意义。

先前针对SSN的基因组、免疫和代谢组研究，揭示了肺癌发生发展的机制。然而，蛋白质及蛋白质翻译后修饰（PTM）如何驱使原位腺癌转变为浸润性腺癌的机制仍有待进一步解析。如糖基化在癌症发展中发挥重要的作用，在癌症中影响细胞黏附、生长、配体-受体相互作用等，其在肺腺癌，特别是以亚实性结节形式出现的肺腺癌中的具体作用机制尚不明确。

3月11日，同济大学医学院附属上海肺科医院的刘海鹏教授、陈昶教授、沙巍教授、武春燕团队联合在国际权威期刊Nature Communications（IF=14.7）上在线发表了题为“Proteogenomic characterization reveals tumorigenesis and progression of lung cancer manifested as subsolid nodules”的最新研究成果，全面解析了肺腺癌中亚实性结节的发生与进展机制，为肺腺癌的预防和治疗提供了新见解和新策略。

该研究通过对66例以亚实性结节形式出现的肺腺癌（包含肺癌组织及其配对的正常邻近组织）组织进行蛋白质组学、磷酸化修饰组学、完整糖肽分析和基因组学分析，揭示了亚实性结节从原位腺癌到浸润性腺癌的过程分子图谱。研究发现胆固醇代谢在原位腺癌（AIS）阶段异常，丝氨酸蛋白酶PCSK9可促进肺腺癌启动，且内质网应激是原位腺癌（AIS）进展到浸润性腺癌（IAC）的标志和治疗靶点。景杰生物作为共同第一作者单位，参与了蛋白质组学、磷酸化修饰组学、完整糖肽分析工作，并提供了内参抗体。

01

亚实性结节的蛋白基因组学分析

在肺结节的病理分类中，亚实性结节主要包括原位腺癌（AIS）、微浸润腺癌（MIA）以及浸润性腺癌（IAC）。研究表明，AIS可能进展为MIA，最终演变为IAC。深入理解亚实性结节的肿瘤发生和进展机制对于早期干预和精准治疗具有重要意义。

研究纳入了66例以亚实性结节形式出现的肺腺癌患者样本，涵盖了从原位腺癌（AIS）到微浸润腺癌（MIA）再到浸润性腺癌（IAC）的连续组织学阶段。通过对这些患者的肿瘤组织及其配对的邻近正常肺组织进行蛋白质组学、磷酸化修饰组学、完整糖肽组学和基因组学分析，研究最终共鉴定到10255种蛋白质、27283个磷酸化位点和12480种糖肽。

图1 亚实性结节的蛋白基因组学景观

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亚实性结节的蛋白修饰多组学分析

研究团队通过对蛋白质、磷酸化位点和糖肽进行非负矩阵分解（NMF）聚类分析，将所有患者分为三个聚类群。聚类1与细胞外基质受体相互作用、白细胞内皮迁移、肾素-血管紧张素系统和细胞黏附分子相关，主要富集在女性患者，表现为较小肿瘤直径；聚类2与核糖体、剪接体、溶酶体和蛋白质消化吸收相关；聚类3与凋亡、自噬、铁死亡、糖酵解/糖异生、氨基酸代谢和丙酮酸代谢相关，主要富集在男性患者，表现为较大肿瘤直径。

近年来多项研究强调了糖肽在癌症中的关键作用。因此研究团队聚焦于分析各种糖肽在肿瘤簇中的分布。研究发现，不同聚类群中糖肽的分布存在显著差异，特别是含有寡甘露糖、高甘露糖和岩藻糖基化糖链的完整糖肽在三个聚类群中的分布不同，提示这些糖肽可能作为肺腺癌的潜在治疗靶点。研究还对糖基化酶的表达与糖肽丰度进行了相关性分析，建立了194种完整糖肽和6种亚型特异性糖苷酶（包括GBA、GUSB、GLA、FUCA1、HEXB和HEXA）的丰度之间的相关性。同时，研究发现具有多甘露糖和高甘露糖聚糖的NAPSA糖肽在肿瘤和正常邻近组织之间的差异更显著，提示NAPSA的糖基化可作为肺腺癌诊断的一种可靠性指标。

此外，研究筛选了肿瘤的高调节分泌蛋白和可溶性蛋白作为潜在的生物标记物。总的来说，五种可溶性蛋白--Muc1、AG2、SFN、CD38和CD5被确定为蛋白组层面的潜在生物标记物。

图2 亚实性结节的多组学分析

03

胆固醇代谢与肺癌前病变的肿瘤发生相关

通过分析蛋白质组学和磷酸化修饰组学数据，研究发现胆固醇代谢异常上调，在原位腺癌（AIS）阶段的肺癌发生中起关键作用。

进一步，通过体外实验和体内小鼠肺类器官模型发现：抑制胆固醇代谢途径关键的靶标蛋白PCSK9，可促进HCA2-TERT细胞的转化和肺类器官的肿瘤形成，证明胆固醇代谢在肺癌发生中发挥关键作用。

此外，研究分析了由109884名男性组成的大队列中的血清总胆固醇（TC）水平与肺癌发病率。结果表明，与正常胆固醇水平相比，胆固醇水平较低和较高患者的肺癌的风险分别增加了1.34倍和1.45倍。也说明胆固醇水平与肺癌风险之间存在关联。

图3 蛋白质基因组学特征揭示了肺癌前病变的肿瘤发生

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内质网应激是AIS进展到IAC的标志和药物靶点

研究团队进一步将原位腺癌（AIS）、微浸润性腺癌（MIA），还有浸润性腺癌（IAC）这三个阶段的差异蛋白、磷酸化位点和糖肽进行mFuzz聚类分析发现，内质网应激（ER stress）是从AIS到MIA和IAC的进展过程中的关键标志。

研究进一步发现，随着肿瘤从原位癌向浸润性癌的恶性转化，内质网应激相关的关键蛋白（如OS9和Bap31）的表达增加，内质网中错误折叠蛋白增多。错误折叠蛋白的积累超过细胞耐受限度，激活内质网驻留传感器，启动未折叠蛋白反应（UPR）。因此，研究提出内质网中蛋白质折叠的失调可能影响从AIS到IAC的肿瘤进展，并可能成为一个潜在的治疗靶点。

使用小分子抑制剂CCF642增加内质网应激表现出抗肿瘤效果。CCF642能显著抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。此外，研究还发现，CCF642处理的肿瘤中内质网应激标志物（如PERK和ATF4）的表达显著高于对照组，表明内质网应激的激活可能是CCF642发挥抗肿瘤作用的机制之一。

图4 内质网应激是临床上AIS进展为IAC的标志

综上所述，该研究通过对亚实性结节进展过程进行了蛋白质组学、磷酸化修饰组学、完整糖肽组学和基因组学分析，全面系统地揭示了肺腺癌从AIS到MIA和IAC的肿瘤发生和进展的分子机制。研究发现胆固醇代谢在AIS阶段的异常上调和内质网应激在肿瘤进展中的持续激活是肺癌发生和进展的关键因素。这些发现不仅为肺癌的早期检测和治疗提供了新的潜在靶点，还为精准医学在肺癌管理中的应用提供了重要的理论基础。

景杰评述

本文通过整合蛋白质组学、磷酸化修饰组学、完整糖肽和基因组学数据，不仅详细描绘了SSNs的蛋白质基因组学图谱，还发现了胆固醇代谢异常和内质网应激在肺癌早期病变中的关键作用。这提示多组学的分析方法所具备的巨大潜力和优势：其能够从多个层面解析肿瘤的复杂性，为理解肺癌的分子基础提供更为全面和深入的视角，还可以为发现新的生物标志物和治疗靶点提供有力支持。

此外，本研究创新性结合了完整糖肽的分析，揭示了肺腺癌亚实性结节中糖肽的显著变化，包括糖链结构的异质性和动态变化。这不仅反映了肿瘤细胞的代谢适应性，还可能作为潜在的生物标志物用于早期诊断和进展监测，还阐明了糖基化酶在肿瘤发生中的重要作用，体现了完整糖肽分析在肿瘤研究中的重要价值。

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参考文献：

Hang Su, et al. 2025. Proteogenomic characterization reveals tumorigenesis and progression of lung cancer manifested as subsolid nodules. Nat Commun.

来源：景杰生物