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J Exp Clin Cancer Res(IF=11.3):肿瘤抗原的血清EV标志物性能优于血浆抗原丰度及自身抗体含量

J Exp Clin Cancer Res(IF=11.3):肿瘤抗原的血清EV标志物性能优于血浆抗原丰度及自身抗体含量

  • 分类:华盈视角
  • 作者:绿野
  • 来源:标志物俱乐部公众号

【概要描述】EV-SF3B4有可能成为一种新型HCC非侵入性诊断生物标志物

J Exp Clin Cancer Res(IF=11.3):肿瘤抗原的血清EV标志物性能优于血浆抗原丰度及自身抗体含量

【概要描述】EV-SF3B4有可能成为一种新型HCC非侵入性诊断生物标志物

  • 分类:华盈视角
  • 作者:绿野
  • 来源:标志物俱乐部公众号
  • 发布时间:2023-12-04 09:54
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据报道,肝癌是2020年全球第六大最常诊断的癌症,其中肝细胞癌(HCC)在原发性肝癌病例和死亡中占比较高。目前HCC的监测主要依靠腹部超声检查和血甲胎蛋白(AFP)的测定,腹部超声对早期HCC检测的敏感性较低,而肝脏活检存在一定困难。虽然科研人员已经在开发新的血液生物标志物,但目前未列入标准监测方法中。最近的一些研究表明,剪接因子3b亚基4(SF3B4)在HCC的发展中或起到驱动作用,有作为HCC组织学标志物的潜能。然而,很少有研究探索SF3B4作为HCC液体活检标志物的潜力。

2023年10月, J Exp Clin Cancer Res(IF=11.3)发表了一篇题为“Circulating small extracellular vesicle-derived splicing factor 3b subunit 4 as a non-invasive diagnostic biomarker of early hepatocellular carcinoma”的研究文章,发现循环小细胞外囊泡SF3B4可作为早期肝癌无创诊断生物标志物,并确定了SF3B4表达与免疫细胞浸润之间的关系。

① 通过公共数据库分析及实验证实SF3B4在HCC中过表达且与HCC预后有关。

② ELISA实验证实HCC患者血浆中SF3B4蛋白和自身抗体的表达水平高于健康对照组,但总体而言其诊断性能并不优于传统标志物AFP。

③ HCC患者血清小细胞外囊泡中SF3B4的mRNA表达增加,且诊断性能优于AFP,两者联合应用能很好的用于HCC诊断和预后。

④ 单细胞测序数据集分析表明SF3B4的表达与髓源性抑制细胞(MDSCs)相关。

⑤ EV-SF3B4有可能成为一种新型HCC非侵入性诊断生物标志物。

 |   研究设计

研究样本共有5个队列,每个队列又分为四组,包括健康对照(HCs)、慢性肝炎(CH)、肝硬化(LC)、肝细胞癌(HCC),最终通过PCR实验在多中心队列中得到证实,成功建立了用于进行肝癌诊断的生物标志物及组合。

队列1(n=248):HCs(n=36)、CH(n=45)、LC(n=45)、HCC(n=122)

队列2(n=180):HCs(n=30)、CH(n=25)、LC(n=25)、HCC(n=100)

队列3(n=159):HCs(n=26)、CH(n=26)、LC(n=32)、HCC(n=75)

外部队列(n=142):HCs(n=30)、CH(n=30)、LC(n=23)、HCC(n=59)

多中心队列(n=292):HCs(n=56)、CH(n=50)、LC(n=54)、HCC(n=132)

 |   研究结果

1、SF3B4在HCC中过表达且与HCC预后有关

使用泛癌症数据库TCGA检测SF3B4在肿瘤和非肿瘤组织中的表达,发现SF3B4在10种癌症的肿瘤组织中较非肿瘤组织中显著上调。进一步通过生存分析研究了HCC患者预后与SF3B4表达之间的关系,发现SF3B4高表达患者的总生存期(OS)、无病生存期(DFS)、疾病特异性生存期(DSS)和无进展生存期(PFS)较差。Cox回归分析显示,SF3B4高表达是HCC患者OS和DFS的不良预后因素。Human Protein Atlas数据库和患者组织免疫组化分析结果一致提示:与非肿瘤组织相比,SF3B4在肿瘤组织中高表达。

图1 SF3B4在HCC中过表达,且与HCC预后有关

2、SF3B4蛋白和SF3B4自身抗体作为HCC液体活检标志物诊断性能评估

首先使用v3.0 版本20 K蛋白芯片进行SF3B4自身抗体检测(华盈生物可提供v4.0版本蛋白芯片检测服务),分析来自健康对照(n=5)、LC患者(n=5)和早期HCC患者(n=15,5个患者在诊断前1年、诊断前6个月和诊断时分别收样)的25份血浆样本,研究SF3B4自身抗体作为HCC血液生物标志物的诊断潜力。聚类分析显示,SF3B4自身抗体在LC患者和HCC患者中呈阳性结果,而在对照组中未检测到。ROC曲线分析表明SF3B4自身抗体作为生物标志物有良好的特异性和敏感性。

进一步,在队列1(n=248)和队列2(n=180)中通过ELISA检测SF3B4蛋白和SF3B4自身抗体表达水平。虽然HCC患者血浆SF3B4蛋白/自身抗体水平高于HCs,但是CH、LC和HCC之间无显著差异,且ROC曲线分析进一步显示,血浆SF3B4蛋白/自身抗体的诊断效能低于或与传统标志物AFP相似。

图2 SF3B4血浆蛋白和自身抗体作为HCC液体活检标志物诊断性能评估

3、血清EVs中SF3B4诊断效能评估

先使用ExoCarta和exoRBase 2.0数据库确认SF3B4在人血源性EVs中的表达,随后进行PCR验证分析,结果显示SF3B4在HCC细胞系及细胞上清EVs中的表达高于正常肝细胞组。此外,在10例HCs和10例HCC的血清和血清EVs中均检测到SF3B4表达,且SF3B4在HCC血清EVs中的表达显著升高。

进一步,在队列3(n=159)和外部队列(n=142)样本中检测血清EV-SF3B4的表达水平,验证其作为HCC液体活检标志物的诊断性能,结果显示血清EV-SF3B4的表达随着肿瘤进展而逐渐上升。研究人员首先在队列3中比较血清EV-SF3B4与AFP的诊断性能,发现在CH/LC以及HCC样本中血清EV-SF3B4的诊断性能均优于AFP。然后在外部队列中对EV-SF3B4和AFP的诊断性能进行严格的验证,获得与之前实验一致的结果,血清EV-SF3B4的诊断性能优于传统标志物AFP。

图3 血清EVs中SF3B4诊断效能评估

4、血清EV-SF3B4和血清AFP联合诊断效果评估

在多中心队列(n=292,排除AFP值缺失的患者后合并队列1和外部队列)对血清EV-SF3B4和血清进行联合分析,结果表明EV-SF3B4与AFP联合检测有良好的特异性和敏感性。此外,研究人员还检测了各组中EV-SF3B4和AFP的阳性率。

图4 血清EV-SF3B4和血清AFP联合诊断效果评估

5、肝癌微环境中SF3B4与免疫的关系

最后,研究人员探究了HCC微环境中SF3B4表达与免疫之间的关系。通过分析HCC患者单细胞测序公共数据集(GSE151530),评估SF3B4在不同免疫细胞群中的表达水平差异,发现SF3B4在髓源性抑制细胞(MDSCs)中高表达。单细胞测序分析显示SF3B4表达与MDSCs呈最强正相关,同时SF3B4与MDSC标志物(ITGAM、LOX、S100A9、CD80和CD83)呈显著正相关。随着组织学分级的增加,6个基因特征改变水平高的患者比例也随之增加,且基因改变水平高的患者OS、DFS、DSS和PFS更差。

图5 肝癌微环境中SF3B4与免疫的关系

|   总结与讨论

1、公共数据库的有效利用。

该文章对很多公共数据库/数据集(如TCGA、Human Protein Atlas、Exocarta、exoRBase、scRNA-seq 等)进行了数据分析,很多研究论文中也会出现对公共数据的信息再挖掘或验证,这是研究的一种方法也是常态。特别是对于已经确定的研究指标,我们可以从既有公共数据中加以分析并结合实验进一步验证。

2、循环小胞外囊泡作为标志物研究主体有独特优势。

EV-SF3B4(而不是血浆SF3B4蛋白/自身抗体)有可能成为一种新型HCC非侵入性诊断生物标志物,这种类似结论在很多研究文章中并不少见。血清血浆等循环样本中的小细胞外囊泡(外泌体)在分泌过程中能有效富集且特异性携带生物分子并发挥信号传递作用。特征性的囊泡膜结构可很好的保护囊泡内生物分子,不易被蛋白酶/核酸酶等降解,其作为标志物研究有独特的优势。

总体而言,该研究直接从已有的组织学标志物SFEB4入手,通过多种方法评估SF3B4作为HCC液体活检标志物的潜力,如蛋白质、自身抗体和RNA水平。研究结果表明,血清小细胞外囊泡SF3B4在HCC早期诊断能力和HCC高阳性率方面具有最佳性能(RNA水平)。此外,SF3B4在MDSCs中高表达,且与MDSC标志物(ITGAM、LOX、S100A9、CD80、CD83)呈高度正相关,六个指标组合可用于HCC诊断,其变化越高,HCC患者预后越差。该研究从组织标志物SFEB4入手,并在血清小细胞外囊泡中得到反映,进而充当肝癌早期诊断的循环生物标志物,对我们开展其他疾病相关标志物提供了很好的研究范本,研究思路值得借鉴。

华盈生物--血液标志物完整解决方案构建者

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|   相关文献

Son JA, Weon JH, et al. Circulating small extracellular vesicle-derived splicing factor 3b subunit 4 as a non-invasive diagnostic biomarker of early hepatocellular carcinoma. J Exp Clin Cancer Res. 2023 Oct 30;42(1):288.

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