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Noninvasive proteomic biomarkers for alcohol-related liver disease

生物标志物 蛋白质组学 接收机工作特性 医学 纤维化 肝活检 肝病 脂肪变性 活检 生物标志物发现 内科学 病理 生物信息学 生物 生物化学 基因
作者
Lili Niu,Maja Thiele,Philipp Geyer,Ditlev Nytoft Rasmussen,Henry Webel,Alberto Santos,Rajat Gupta,Florian Meier,Maximilian T. Strauss,Maria Kjærgaard,Katrine Prier Lindvig,Suganya Jacobsen,Simon Rasmussen,Torben Hansen,Aleksander Krag,Matthias Mann
出处
期刊:Nature Medicine [Springer Nature]
卷期号:28 (6): 1277-1287 被引量:93
标识
DOI:10.1038/s41591-022-01850-y
摘要

Alcohol-related liver disease (ALD) is a major cause of liver-related death worldwide, yet understanding of the three key pathological features of the disease-fibrosis, inflammation and steatosis-remains incomplete. Here, we present a paired liver-plasma proteomics approach to infer molecular pathophysiology and to explore the diagnostic and prognostic capability of plasma proteomics in 596 individuals (137 controls and 459 individuals with ALD), 360 of whom had biopsy-based histological assessment. We analyzed all plasma samples and 79 liver biopsies using a mass spectrometry (MS)-based proteomics workflow with short gradient times and an enhanced, data-independent acquisition scheme in only 3 weeks of measurement time. In plasma and liver biopsy tissues, metabolic functions were downregulated whereas fibrosis-associated signaling and immune responses were upregulated. Machine learning models identified proteomics biomarker panels that detected significant fibrosis (receiver operating characteristic-area under the curve (ROC-AUC), 0.92, accuracy, 0.82) and mild inflammation (ROC-AUC, 0.87, accuracy, 0.79) more accurately than existing clinical assays (DeLong's test, P < 0.05). These biomarker panels were found to be accurate in prediction of future liver-related events and all-cause mortality, with a Harrell's C-index of 0.90 and 0.79, respectively. An independent validation cohort reproduced the diagnostic model performance, laying the foundation for routine MS-based liver disease testing.
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