血液中的糖质密码——新型生物标志物的发现

糖质（glycan）是生物体系中糖类分子的通称，是构成生命的基本生物分子。糖质既可单独存在，又能与蛋白、脂质等形成结构丰富的糖

缀合物，在生命过程中发挥重要作用，与人类健康和疾病密切相关。解析“糖质密码（glycocode）”为重大疾病的诊疗与防治提供理论依据，

为生物医药发展奠定基础。其中体液中的“糖质密码（glycocode）”可能潜藏着未知的疾病诊断的生物标志物。基于质谱的糖蛋白质组学方法

为我们在体液中筛选潜在糖肽和糖蛋白质作为诊断标志物。

血液样本是临床最常见的检测样本，血液中包含了蛋白质、代谢物、免疫细胞等，血液分子的动态变化反映了身体健康或疾病状态。

目前临床上常用的血液中的肿瘤诊断标志物包括甲型胎儿蛋白 (AFP)、癌胚胎抗原 (CEA)、及胰癌胚胎抗原 (pancreatic oncofetal antigen) 、

CA50、CA-72-4、CA-125、CA-150、CA-153、CA-199、及鳞状上皮癌关联抗原 (SCC) 等。这些蛋白质全是糖蛋白，这提示我们研究血液

中的糖蛋白质有可能发现新型肿瘤标志物。

1. 血液中的糖蛋白

中国科学院大连化学物理研究所叶明亮研究员团队和空军军医大学聂勇战教授团队等合作，开发了一种位点特异性糖型的高稳健

蛋白质组分析系统，对278例临床样本进行N-糖基化蛋白质组的规模化分析，筛选并验证了可诊断胃癌尤其是早期胃癌的新型

蛋白质糖基化类生物标志物，为N-糖基化蛋白质组的规模化分析提供了一种分析工具。这一结果“Robust Glycoproteomics 

Platform Reveals a Tetra-Antennary Site-Specific Glycan Capping with Sialyl-Lewis Antigen for Early Detection of Gastric 

Cancer”于2024年发表在《Advanced Science》。

该文通过N-糖蛋白组学发现血清位点特异性聚糖生物标志物的工作流程如下（图1）：用全自动HPLC-HILIC方法富集血清N-糖肽，

用稳定的微流LC-MS/MS系统检测，并用高灵敏度的Glyco-Decipher软件进行鉴定。通过糖蛋白组学分析从发现和验证队列中确定

位点特异性糖生物标志物候选物，然后使用靶向策略(PRM)在验证队列中确认。

2. 血液中的IgG

IgG抗体家族是适应性免疫的重要组成部分。IgG的糖基化维持其结构完整性并调节其效应功能。近年来研究发现，血液中的IgG

的糖基化修饰与疾病状态高度相关，如表1所示，在自身免疫性、感染性以及恶性疾病中均发现IgG的糖基化修饰的异常。

表1 IgG糖的组成及其在疾病中的变化

我司在先进糖蛋白质组学技术的基础上开发出了一套以ZIC-HILIC方法富集血清N-糖肽、SCE-LC-MS/MS、pGlyco/pGlycoQuant、

人工智能数据筛选以及PRM验证为核心的一整套糖蛋白质组学研究策略，从而不仅实现高通量的糖蛋白质组学数据采集，

更能高效筛选出生物标志和疾病靶点，助力于服务于精准医学的新的诊疗靶点，从而揭开生命与健康的“糖质密码“。

参考文献

Liu L, Liu L, Wang Y, et al. Robust Glycoproteomics Platform Reveals a Tetra-Antennary Site-Specific Glycan Capping with 

Sialyl-Lewis Antigen for Early Detection of Gastric Cancer[J]. Adv Sci (Weinh), 2024,11(9):e2306955.