摘要肝细胞癌HCC早期筛查仍是全球难题。液体活检创伤小已成为极具潜力的早期筛查手段。血小板PLT作为肿瘤微环境核心组分蕴含丰富生物分子信息可弥补血浆、血清样本的检测局限。整合多组学分析能够加深肝癌发病机制认知助力稳定生物标志物开发。本研究建立一体化超快速多组学样本前处理策略IAU-MOSP用于高纯度血小板样本分析。优化后的IAU-MOSP将整套多组学流程时长由24 h以上缩短至6 h且生物分子鉴定数量与传统方法相当。将该流程应用于68例肝细胞癌队列共定量6,660种生物分子重复性良好变异系数中位数0.31~0.39蛋白与脂质、蛋白与代谢物组学数据相关性分别达0.75、0.68。差异分析筛选出10种在肝癌血小板中显著异常的分子TEK、柠檬酸、3-磷酸甘油、P2RX4、苹果酸、ATP、PRG3、ITGAM、CXCR2、ITGB2上述分子参与增殖、转移核心通路。结合机器学习算法最终筛选出套生物标志物组合整体准确率0.81、灵敏度0.74优于临床甲胎蛋白AFP准确率0.75、灵敏度0.45。huzuojiansr.gxmu.edu.cnzhouxinwenfudan.edu.cn#血小板 #肝细胞癌 #液体活检 #多组学 #样本前处理 #蛋白质组 #代谢组 #脂质组 #生物标志物 #机器学习实验部分不同提取溶剂体系对比单相/双相萃取图1 多种提取方法评估及IAU-MOSP流程建立(A) 4种萃取策略整体示意图(B、C) 4种提取方法CMW、MMW、MAW、BAW鉴定代谢物、脂质数量对比每组3次生物学重复各类溶剂体系配制见实验部分(D) 不同提取方法结合过夜酶解后鉴定蛋白数量(E) MMW萃取联合快速前处理试剂RSP与传统过夜酶解的蛋白鉴定量对比星号代表韦尔奇t检验显著性*p0.05**p0.01***p0.001****p0.0001NS 无统计学差异(F) MMW相对CMW的色谱峰面积对数比值log2内置同位素内标缩写标注。结果与讨论肝细胞癌患者血小板多组学全景图谱绘制图2 本研究整体实验设计与血小板多组学定量结果(A) 研究设计流程图健康对照37例、早期肝细胞癌31例采用IAU-MOSP完成多组学前处理整套流程≤6 h后续开展质谱检测、生信分析与机器学习建模(B) 蛋白、代谢物、脂质按平均信号强度排序标注丰度前10分子(C) 2组样本所有定量分子变异系数CV分布标注中位数CV(D) 差异分子偏最小2乘判别分析PLS-DA得分图红色 肝癌组青色 健康对照组。表1 入组人群基础临床资料受试者基线临床特征汇总表分组包含全部68例受试者、31例肝癌患者、37例健康对照记录性别、年龄、BMI、吸烟史、实验室指标、肿瘤TNM分期、HBV DNA拷贝数缩写BMI 身体质量指数AFP 甲胎蛋白PLT 血小板AST/ALT 谷草/谷丙转氨酶HBV 乙型肝炎病毒。多组学整合关联分析图3 多组学数据间关联特征(A) DIABLO算法提取第1主成分的组学间相关系数代谢-脂质r0.46、蛋白-代谢r0.68、蛋白-脂质r0.75(B) 差异分子聚类热图共6个分子模块颜色代表分组与模块z-score(C) M1、M3模块基因本体生物学过程GO-BP富集气泡图左侧M1蛋白酶体泛素化蛋白降解通路右侧M3线粒体翻译相关通路圆点大小代表富集基因数量颜色代表-log10 (FDR)(D) M1、M3两大分子共表达网络连线粗细代表TOM关联值。肝癌血小板差异分子与通路富集分析图4 肝癌与健康对照差异分子、通路富集结果(A) 差异蛋白火山图筛选标准倍数变化 1.5 或 0.67校正p0.05(B) 差异代谢物、脂质箱线图采用曼-惠特尼U检验本杰米尼-霍赫伯格校正标注显著性(C) 全部差异分子分层聚类热图(D) 差异蛋白显著富集通路柱状图红色上调、青色下调(E) 上调通路核心蛋白互作桑基图(F) 代谢/脂质相关富集通路(G) 10种候选标志物分子组间表达箱线图。肝细胞癌早期诊断生物标志物组合构建图5 肝癌早期诊断标志物模型评估(A) 10分子标志物组合ROC曲线曲线下面积AUC0.84蓝色虚线为随机诊断基准(B) 多变量逻辑回归得到各分子比值比对数刻度(C) 雷达图对比标志物组合、单一AFP模型的精确率、召回率、F1、平衡准确率、AUC五大指标。表2 诊断模型性能参数分类模型各项诊断指标汇总包含训练集、测试、全部样本3组数据指标精确率、召回灵敏度、F1分数、准确率、平衡准确率、ROC曲线下面积。详细总结思维导图4种萃取溶剂对比筛选队列基线信息n68最终筛选10个核心标志物6蛋白 4代谢物参考Anal Chem. 2026 Mar 24;98(11):8230-8241. doi: 10.1021/acs.analchem.5c07096.Integrated and Ultrafast Multiomics Sample Preparation Workflow for Screening Biomarker Panel of Platelet Biomolecules for Early Diagnosis of HCC注AI辅助创作如有不当欢迎指出。内容仅供参考不构成任何建议。