摘要：非酒精性脂肪肝病（NAFLD）作为一种全球性的常见健康问题，已成为全球范围内的主要健康负担之一。然而，NAFLD的高异质性使得临床诊断和药物治疗效果难以预测，且目前缺乏能够准确预测NAFLD向肝硬化或肝细胞癌进展的分类方法。因此，开发新的NAFLD分类方法，以
景杰生物 | 报道
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）作为一种全球性的常见健康问题，已成为全球范围内的主要健康负担之一。然而，NAFLD的高异质性使得临床诊断和药物治疗效果难以预测，且目前缺乏能够准确预测NAFLD向肝硬化或肝细胞癌进展的分类方法。因此，开发新的NAFLD分类方法，以更好地理解其异质性并指导临床实践，已成为亟待解决的问题。
11月6日，西南医院柴进、孙凤军团队，联合温州医科大学附属第一医院郑明华团队、成都市第七人民医院江忠勇团队、新桥医院张立群团队、美国耶鲁大学医学院欧阳新收团队，在国际著名医学期刊Science Translational Medicine（IF=15.8）上发表了题为“Integrative multiomic analysis identifies distinct molecular subtypes of NAFLD in a Chinese population”的最新科研成果。确定了中国人群中的NAFLD的3种不同的分子亚型，其具有不同的分子特征和临床预后，为中国人群NAFLD的个性化治疗提供了新策略。景杰生物为该研究提供了蛋白组和磷酸化修饰组学技术支持。
01
NAFLD分子分型研究总览
该研究收集了中国人群NAFLD患者队列和对照人群（非NAFLD和健康个体）的肝脏组织、血清和尿液样本，通过蛋白质组学、磷酸化修饰组学、脂质组学、代谢组学等技术进行系统性分析，确定了3种不同的NAFLD蛋白质组学亚型（NAFLD-mSI（n=34）、NAFLD-mSII（n=20）和NAFLD-mSIII（n=49））。
研究进一步从多组学角度，逐一表征了3种亚型的临床特征、分子机制和组学特征。并在外部队列中验证了这三种NAFLD亚型的独特临床病理和分子特征，证实了组学数据的可靠性和3种亚型的分型准确性。
同时研究通过机器学习，鉴定到三种NAFLD分子亚型的候选蛋白质标记物，结果聚焦并验证了肝脏LAMB1、FLNC和ERCC3表征NAFLD分子亚型的潜力和准确率。
图1 本研究机制图
02
NAFLD的3种分型的组学特征
研究团队整合蛋白质组学和磷酸化修饰组学（基于16名非NAFLD和90例NAFLD患者的活检组织，鉴定出6940个差异磷酸化修饰位点）等数据，揭示了NAFLD的3种亚型具有的不同分子特征，能够预示疾病风险：
NAFLD-mSI亚型：差异蛋白在外源性、内源性或药物代谢的通路中富集，具有较高的CYP1A2和CYP3A4表达，通过介导游离脂肪酸/胆汁酸-mTOR-FXR/PPARα信号通路抵抗肝脂肪变性；NAFLD-mSII亚型：富集在肝脏补体和凝血级联蛋白的通路中富集，具有较高的肝硬化风险，通过脂质触发的CRP和CCL2的产生，促进肝脏M1/M2巨噬细胞浸润增加；NAFLD-mSIII亚型：在基础转录因子和癌症通路中的转录失调中显著富集，具有潜在的HCC风险，通过EGF-EGFR/CHKA/PI3K-PDK1-AKT信号诱导，导致CEBPB和ERCC3调控的原癌基因增加。图2 NAFLD-mSI亚型的分子特征及发病机制
值得一提的是，目前缺乏能够准确预测NAFLD向肝硬化或肝细胞癌进展的分类方法，为了探索与肝癌发展相关的分子亚型，研究人员首先从肝细胞癌（HCC）患者中收集了7对肿瘤及其瘤旁组织进行分析，发现HCC肿瘤组织的相关蛋白基因表达和磷酸化形式（EGF、CHKA和PDK1蛋白以及EGFR（Tyr992）、PI3K（Tyr467）和AKT（Thr308））与NAFLD-mSIII的分子特征一致。表明NAFLD-mSIII发病过程存在较高HCC的风险。
03
NAFLD亚型的临床组织学和分子特征
为更好地理解NAFLD亚型的异质性并指导临床实践，研究团队运用临床病理及多组学方法，进一步探索了不同亚型的临床组织学和分子特征。
血液和尿液样本可以更早期、更敏感地反映身体内由于疾病而产生的变化，富含疾病早期诊断和预后的重要生物标志物。研究者整合了肝脏、血清和尿液样本，开展多组学分析（包括全基因组测序、蛋白质组学、磷酸化修饰组学、脂质组学和代谢组学）。
研究结果揭示了每种亚型在肝脏组织结构变化、细胞反应、脂肪变性、炎症程度、纤维化以及特定基因和蛋白质表达等方面的差异。
NAFLD-mSI的脂肪变性和NAS评分低于其他组，组学分析发现存在11个与脂质生物过程相关的显著差异蛋白，通过调节肝脏脂质积累，促进NAFLD-mSI发病机制；NAFLD-mSII组与肝脏炎症和纤维化相关，鉴定出10种与纤维化相关的蛋白，这些分子可能在NAFLD-mSII发病过程中严重纤维化和炎症的发展中发挥作用；NAFLD-mSIII组的综合多组学数据分析结果强调了与癌症相关的途径，其中尿液中的FGFR1可能与NAFLD-mSIII患者发生肝癌的风险增加有关。图3 人类NAFLD分子亚型的肝脏组织学、分子和多组学特征
04
NAFLD亚型蛋白标记物的鉴定和验证
基于以上数据，研究人员进一步鉴定每种NAFLD分子亚型的候选蛋白质标记物，发现肝脏LAMB1、FLNC和ERCC3蛋白在表征NAFLD分子亚型上具有较高的潜力和准确率。
同时研究在包含92名NAFLD患者的外部队列中验证了这三种分子亚型的准确性，以及肝脏LAMB1、FLNC和ERCC3作为区分三种亚型的蛋白质标记物的潜力。其表达与内部队列中的观察结果一致。证实了组学数据的可靠性和3种亚型的分型准确性。
图4 NAFLD分子亚型相关候选蛋白标记物的识别和外部队列的验证
综上所述，该研究通过对NALFD患者组织及对照组进行了包括蛋白质组学、磷酸化修饰组学、全基因组测序、脂质组学和代谢组学等分析，确定了NALFD三种不同的亚型，且这3种NALFD亚型对于指导临床病理预测有重要的参考价值，也为NALFD患者未来药物发现和精准临床实践的宝贵资源。
景杰评述
因此，本研究整体的研究思路显而易见：基于多组织多组学确定了NALFD的3种分型→分子表征发现其能预示疾病风险→结合血液、尿液样本的多组学分析发现其与疾病特征相关→发掘的生物标志物及分子分型能够有效的应用于临床。可以说实现了从机制研究到指导临床应用的连串通路。
回看全文，本研究基于多组织（肝脏、血液、尿液）样本进行了多组学（蛋白组、磷酸化修饰组、代谢组等）的分析，通过系列生信分析方法明确了疾病的3种亚型和相应的生物标志物。这其中便有2个思路值得我们参考借鉴：
1. 对于样本的选择，相较于疾病组织，患者的血液、尿液样本易获取、非侵入性，能动态分析与监测疾病进展和治疗效果，能更早期、更敏感地反应身体因疾病产生的变化，重要的是，其中富含疾病诊断和预后的重要生物标志物，因此这样的样本采集策略可以更全面挖掘疾病的异质性和标志物（血液蛋白组、尿液蛋白组）。
2. 对于研究策略的选择，研究不仅基于一种蛋白质组学，而是采用了对多组织进行多组学综合分析（包括磷酸化修饰组学、代谢组学等），提供一个全面的疾病状态视图，涵盖基因表达、蛋白质丰度和代谢物水平等多个层面，揭示疾病的复杂性和异质性。这与Matthias Mann团队先前发表在Nature Medicine上的研究策略有异曲同工之妙（点击链接详细阅读：Nature Medicine发布重磅基于蛋白质组生物标志物研究成果）。
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参考文献：
Ding J, et al. 2024. Integrative multiomic analysis identifies distinct molecular subtypes of NAFLD in a Chinese population. Sci Transl Med.
来源：景杰生物
