結直腸癌肝轉移(CRLM)患者的術前風險分層和化療響應預測仍然是尚未滿足的臨床需求。當前，CRLM的分子風險分層是基于組織病理學評估和由腫瘤活檢發現的疾病驅動基因。
德國科學家評估了血液循環細胞外囊泡(cEV)特征和/或相關蛋白作為結直腸癌肝轉移風險分層和化療響應預測的可能性。研究成果以“Comprehensive proteomic profling
of serum extracellular vesicles in patients with colorectal liver metastases identifes a signature for non-invasive risk stratifcation and early-response evaluation”為題，發表在Molecular Cancer（中科院JCR一區，IF：41.444 ）上。最終研究明確了血清細胞外囊泡蛋白可作為CRLM術前風險分層和化療響應預測的生物標志物。
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發現隊列：結直腸癌肝轉移(CRLM) 56人（收集手術治療前和治療后血清），良性肝病（BD）7人；
驗證隊列：結直腸癌肝轉移(CRLM) 154人（收集手術治療前和治療后血清），良性肝病（BD）78人。
詳細臨床信息統計如下表：
1. 血清細胞外囊泡（EVP）鑒定
研究者首先對從血清中分離得到的細胞外囊泡進行了NTA（納米顆粒跟蹤分析）粒徑檢測（中位顆粒大小為98.2nm）、marker蛋白的WB檢測（ ITGB1、CD63、CD81和CD9 ，鈣網蛋白為陰性對照）和電子顯微鏡檢測，確認成功分離出細胞外囊泡。
2. 外囊泡蛋白（EVP）濃度用于CRLM生存的預后預測
研究者對分離得到的血清細胞外囊泡進行蛋白質抽提以及濃度定量。發現隊列結果表明，不管是結直腸癌肝轉移（CRLM）組手術前還是手術后，其細胞外囊泡蛋白（EVP）濃度都顯著高于BD組。單因素Cox回歸分析表明，手術前和手術后的EVP濃度都分別與CRLM患者的總生存（OS）負相關。在獨立的驗證隊列中，CRLM患者的EVP濃度水平高于BD患者，且與OS呈負相關。使用中位EVP濃度作為閾值，不管在發現隊列還是驗證隊列，高EVP濃度與中位生存期顯著降低相關。這表明，EVP濃度有作為CRLM預后的價值。
3. 細胞外囊泡蛋白質用于預后預測
研究者對手術前和手術后結直腸癌肝轉移（CRLM）及良性肝病患者的血清外囊泡進行了基于質譜的蛋白質組學檢測，共檢測到了563個蛋白。CRLM手術前和手術后的血清外囊泡蛋白組相比共分析74個差異蛋白。
研究者采用單變量分析對這些蛋白的預后標志物潛能進行評估。在單標志物模型中，手術前血清細胞外囊泡中的30個蛋白與總生存（OS）相關。LASSO-Cox分析發現了6個蛋白可以預測預后。ELISA檢測顯示這6個蛋白的表達和蛋白組學的結果顯著相關。基于ELISA結果，研究者使用多變量Cox回歸構建了一個EVP panel，包含前述6個蛋白中的4個，同時計算了風險值。高風險值的患者有更差的臨床結局。KM分析顯示，高風險組和低風險組有顯著差異的中位生存。此外，在驗證隊列中，KM分析也表明EVP特征可以區分CRLM的復發和死亡。在兩個隊列中，區分1年和4年生存的EVP蛋白特征AUC比基于TNM區分的AUC要更高。
為了進一步找到更穩健的蛋白特征，CRLM患者被分為訓練集和測試集，中位隨訪時間分別為40.1個月和42.8個月。最后分析顯示，年齡（大于中位年齡66歲）、EVP特征（高風險）和TNM是總生存的獨立預后因子，整合的預后列線圖表明，EVP特征是預后的最大貢獻者。
4. 血清細胞外囊泡CXCL7可以預測患者對化療的早期響應
為了鑒定腫瘤特異性EVP，研究者采用以下標準對手術前的CRLM和BD間的血清細胞外囊泡蛋白進行比較分析：（1）在＞50%的樣本中表達；（2）CRLM比BD變化倍數＞2，FDR＜0.05。最終找到趨化因子配體7（CXCL7）和THBS4是CRLM富集的EV蛋白。由于CXCL7是手術后唯/一/一個下調倍數超過2，FDR＜0.05的蛋白，表明EV CXCL7的主要來源可能是轉移灶。在驗證隊列中，也觀測到類似的表達情況。隨后，研究者檢測了CXCL7是否可以預測化療響應。結果表明，部分緩解的病人在治療兩周后就出現了細胞外囊泡CXCL7的下降。疾病無進展的病人無CXCL7的變化。疾病進展的患者在化療兩周后出現了細胞外囊泡CXCL7的上調。通過檢測CXCL7的表達水平來區分疾病部分緩解或疾病進展的模型AUC為1，優于血清癌胚抗原CEA。該結果表明血清細胞外囊泡CXCL7可作為結直腸癌肝轉移化療響應的早期預測性生物標志物，具有潛在的臨床應用價值。
本研究中，科學家對結直腸癌肝轉移患者手術前后及良性肝病患者血清中的細胞外囊泡進行了蛋白質組學檢測。最終結果表明，細胞外囊泡蛋白（EVP）濃度和蛋白特征可以作為預后的預測因子。此外，細胞外囊泡蛋白CXCL7（趨化因子配體7）可作為預測接受化療的結直腸癌肝轉移患者早期響應的生物標志物。
細胞外囊泡（EVs）是一組由膜包裹的球體，其從細胞中釋放，并可在體液（例如血液、唾液、尿液和膽汁）中被檢測到。高通量的測序技術和質譜技術也被廣泛應用于EV中的多種生物分子，如蛋白質、核酸、脂質等分子進行系統檢測，以篩選潛在生物標志物或者研究外泌體相關的細胞間通訊作用機制。吉凱基因可以提供細胞外囊泡（EVs）/外泌體分離、鑒定和質譜檢測等全套分析服務，歡迎聯系當地銷售工程師或者電話咨詢：4006210302。
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