我院楊浩研究員/楊璐教授/王威亞副教授團(tuán)隊(duì)在ACS Nano發(fā)文：構(gòu)建高效EV分析體系 有望促進(jìn)前列腺癌的無(wú)創(chuàng)精準(zhǔn)診斷

近日，我院器官移植研究所楊浩研究員、泌尿外科楊璐教授、病理科王威亞副教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合四川省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳與罕見(jiàn)病中心劉珊研究員團(tuán)隊(duì)在ACS Nano（IF：15.8）發(fā)表文章"Chemical Affinity Capture of Plasma Extracellular Vesicles Enables Efficient and Large-Scale Proteomic Identification of Prostate Cancer Biomarkers"。該研究針對(duì)血漿細(xì)胞外囊泡（EV）分離的挑戰(zhàn)和臨床樣本的大規(guī)模與復(fù)雜性，基于我院基礎(chǔ)-臨床多學(xué)科交叉合作，建立了一套高效的EV分析體系，可實(shí)現(xiàn)臨床大隊(duì)列樣本EV的高通量分離和蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)。應(yīng)用該方法，研究團(tuán)隊(duì)從大規(guī)模血漿樣本中尋找到了具有良好診斷效果的前列腺癌EV蛋白標(biāo)志物，并驗(yàn)證了其對(duì)前列腺癌的診斷能力以及對(duì)不同分期前列腺癌的辨別能力，有望促進(jìn)前列腺癌的無(wú)創(chuàng)精準(zhǔn)診斷。

我院為第一完成單位，楊浩研究員、楊璐教授、王威亞副教授以及劉珊研究員為共同通訊作者。我院疾病系統(tǒng)遺傳研究院曾文娟助理研究員和張勇副研究員、天府代謝與蛋白組學(xué)公共平臺(tái)王新媛助理研究員和器官移植研究所王詩(shī)盛助理研究員為共同第一作者。

目前，前列腺癌（PCa）的早期篩查手段，如血清前列腺特異性抗原（PSA）檢測(cè)，其腫瘤特異性較差，極易導(dǎo)致過(guò)度診斷和不必要的活檢。因此，尋找高特異靈敏且非侵入性的生物標(biāo)志物來(lái)輔助PCa的早期精準(zhǔn)診斷具有重要的臨床價(jià)值。細(xì)胞外囊泡是液體活檢領(lǐng)域的重要研究對(duì)象，其廣泛存在于各類(lèi)體液中，具有良好的穩(wěn)定性；同時(shí)，包含豐富多樣的分子內(nèi)含物，并能反映早期病理變化，被視為新型生物標(biāo)志物的重要來(lái)源。但目前尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)可靠的方法從大規(guī)模復(fù)雜的臨床體液樣本中獲得EV，從而限制了EV來(lái)源標(biāo)志物的臨床應(yīng)用。

圖1. 研究設(shè)計(jì)。

為了解決大規(guī)模臨床血漿EV蛋白質(zhì)組學(xué)分析的技術(shù)難題，該研究通過(guò)整合TiO2化學(xué)親和捕獲與數(shù)據(jù)非依賴(lài)型質(zhì)譜采集方法，構(gòu)建了一套高效的EV分析體系。其具有通量高、重現(xiàn)性好、操作簡(jiǎn)便快速、蛋白覆蓋度廣、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等關(guān)鍵特點(diǎn)，適用于臨床大隊(duì)列樣本EV的高通量分離和蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)。應(yīng)用這一體系，該研究從大規(guī)模血漿樣本中尋找到了具有良好診斷效果的前列腺癌EV蛋白標(biāo)志物—生長(zhǎng)分化因子15（GDF15），其預(yù)測(cè)AUC值可達(dá)0.908，優(yōu)于臨床PSA指標(biāo)（AUC 0.781）。研究進(jìn)一步在包含457例樣本的多個(gè)獨(dú)立隊(duì)列中，采用多種免疫學(xué)方法和質(zhì)譜技術(shù)對(duì)該標(biāo)志物進(jìn)行了驗(yàn)證，確定了其對(duì)PCa的診斷能力以及對(duì)不同分期PCa的辨別能力。研究通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法評(píng)估了GDF15與臨床PSA的聯(lián)合診斷效果，發(fā)現(xiàn)二者聯(lián)合能顯著提高診斷的準(zhǔn)確性（0.843）、靈敏度（0.875）、特異性（0.815）和AUC值（0.864），顯示出了明顯的協(xié)同效應(yīng)。即使在PSA診斷灰區(qū)，該組合仍然能顯著增強(qiáng)PSA的診斷能力。

圖2. TiO2親和捕獲與蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)前列腺癌和良性前列腺增生血漿EV。

這些發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)了GDF15作為無(wú)創(chuàng)診斷標(biāo)志物的臨床應(yīng)用前景，更為推動(dòng)大規(guī)模多中心臨床研究以驗(yàn)證其臨床價(jià)值提供了理論依據(jù)。該研究所建立的EV富集與檢測(cè)方案聯(lián)合更為靈敏和高通量的Orbitrap Astral等質(zhì)譜儀，將為EV生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)及臨床轉(zhuǎn)化提供重要的技術(shù)支撐。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c01564