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隊，聯(lián)合四川省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳與罕見病中心劉珊研究員團隊在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，可實現(xiàn)臨床大隊列樣本EV的高通量分離和蛋白質(zhì)組學(xué)檢測。應(yīng)用該方法，研究團隊從大規(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，并驗證了其對前列腺癌的診斷能力以及對不同分期前列腺癌的辨別能力，有望促進(jìn)前列腺癌的無創(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)公共平臺王新媛助理研究員和器官移植研究所王詩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，其腫瘤特異性較差，極易導(dǎo)致過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)志物來輔助PCa的早期精準(zhǔn)診斷具有重要的臨床價值。細(xì)胞外囊泡是液體活檢領(lǐng)域的重要研究對象，其廣泛存在于各類體液中，具有良好的穩(wěn)定性；同時，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來源標(biāo)志物的臨床應(yīng)用。

圖1. 研究設(shè)計。

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，該研究通過整合TiO2化學(xué)親和捕獲與數(shù)據(jù)非依賴型質(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、操作簡便快速、蛋白覆蓋度廣、經(jīng)濟實用等關(guān)鍵特點，適用于臨床大隊列樣本EV的高通量分離和蛋白質(zhì)組學(xué)檢測。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—生長分化因子15（GDF15），其預(yù)測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例樣本的多個獨立隊列中，采用多種免疫學(xué)方法和質(zhì)譜技術(shù)對該標(biāo)志物進(jìn)行了驗證，確定了其對PCa的診斷能力以及對不同分期PCa的辨別能力。研究通過機器學(xué)習(xí)算法評估了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PSA的診斷能力。

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

這些發(fā)現(xiàn)不僅證實了GDF15作為無創(chuàng)診斷標(biāo)志物的臨床應(yīng)用前景，更為推動大規(guī)模多中心臨床研究以驗證其臨床價值提供了理論依據(jù)。該研究所建立的EV富集與檢測方案聯(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