结直肠癌作为全球第三常见的癌症，约占所有癌症病例的10%，随着我国经济和社会的发展，结直肠癌的负担日益沉重。1994年，澳大利亚学者马克·威尔金斯（Marc Wilkins）提出了蛋白质组学的概念，将其定义为研究一个细胞或组织中基因组所表达的全部蛋白质的科学。结直肠癌是一种具有高度异质性和动态演化的疾病，临床肿瘤蛋白质组学可对临床患者样本进行全面分析，包括肿瘤细胞、间质细胞、免疫细胞、细胞外基质和血浆等其中的蛋白质。自本世纪以来，全球展开了多项大队列临床蛋白质组研究，国际人类蛋白质组织（HUPO）牵头成立了“人类蛋白质组计划”（HPP），瑞典启动了以独特抗体库为基础的人类蛋白质图谱（HPA）项目，美国建立了临床蛋白质组分析联盟（CPTAC）和人类肿瘤图谱网络(HTAN)，英国组建了血液蛋白组队列(UKB)等。2014年，国家蛋白质科学中心发起中国人类蛋白质组计划（CNHPP），继而成立人体蛋白质组导航国际大科学计划（π-HuB）等项目也在肿瘤蛋白质组学研究中取得突破（图1）。
图1 全球重要大队列临床蛋白质组学项目研究汇总
近日，西湖大学郭天南及浙江大学癌症研究院袁瑛、邵吉民团队在《科学通报》发表评述文章，全面总结了蛋白质组学在结直肠癌精准诊治研究中的最新进展，并对肿瘤蛋白质组学的热点领域和发展趋势进行了展望。
蛋白质组学在结直肠癌领域的研究最初从肿瘤细胞系开始，着重于对比原发灶与转移灶细胞，然而，细胞系的数据无法代表临床真实情况，大队列的多组学数据强调了系统的蛋白组学研究在药物作用靶点的精准预测和对药物反应性的分析上的重要性。在许多方面，蛋白组学表现出优于传统的基因及转录组学优势，基于蛋白质组学的结直肠癌分子亚型，为解释基因组异常提供了功能背景，为理解癌症生物学提供了新的依据。结合体液检测，蛋白质组学可应用于结直肠癌的早期筛查、新辅助疗效预测、复发监测等（ 图2 ）。
图2 蛋白质组学在结直肠癌发生发展机制及精准治疗方面的应用
针对未来的肿瘤生物学探究，多维度组学分析尤为关键，这不仅要求我们秉承对癌症深层次认知的追求，而且还需针对同一肿瘤不同部位的样本进行充分的采集与深入的研究，以掌握肿瘤在时空分布上的多样性，科研人员须根据具体的生物学问题和研究的实际应用来选择合适的实验策略。未来随着单细胞蛋白质组学、空间蛋白质组学、互作蛋白质组学的发展，同时整合多组学分析，应用机器学习技术和深度人工智能，我们能够处理和解释大规模组学数据，从中发现更深层次的模式和关联，提高生物标志物的筛选效率和精确性。大规模临床队列研究则通过高通量技术，从大量临床样本中发现肿瘤标志物，促进了蛋白质组学技术的临床转化。基于临床蛋白质组学的多组学分析，系统指导结直肠癌精准诊治、疗效评估以及耐药机制等的研究，将具有极大的发展空间。通过这些努力，我们有望在将来显著降低结直肠癌的发病率和死亡率，为患者带来更好的治疗效果和生活质量。
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