JEV|程晓东教授团队基于组织EVs蛋白质组学特征建立预测卵巢癌铂类药物化疗反应性新模型

上皮性卵巢癌（EOC）是致死率最高的妇科恶性肿瘤，对于初次诊断的大部分EOC患者，实施最大程度的肿瘤细胞减灭术，结合以铂类药物为基础的联合化疗和靶向维持治疗是主要的治疗模式，其中化疗是基础性的治疗手段，但仍有约15%的患者会在短时间内（化疗结束后6个月内）复发，出现化疗耐药，目前尚无公认可靠的生物标志物可有效预测EOC患者初次铂类药物化疗的反应性。

细胞外囊泡（EVs），尤其是小细胞外囊泡（sEVs）可搭载并在细胞间传递包括蛋白质、核酸、脂质和代谢物等各种生物成分的信息，由于受到磷脂双层膜结构的保护，sEVs内的物质比传统的液体活检标志物具有更高的稳定性，为捕捉源细胞状态提供了更重要的保真生物信息，尤其是血浆来源sEVs的蛋白质，近年来在肿瘤诊断领域得到了广泛的关注。然而，当涉及到预测肿瘤患者治疗效果或预后时，大多数研究依然主要利用肿瘤组织本身及其衍生组分来寻找生物标志物，2017年，一种系统提取组织来源sEVs（tsEVs）的方法被建立，能够分离出各种类型的组织细胞间隙sEVs，目前相关的研究主要集中于优化tsEVs的提取方法或鉴定tsEVs的亚群，尚未有研究系统分析tsEVs内容物与肿瘤患者治疗疗效或预后间的相关性。

近日，浙江大学医学院附属妇产科医院程晓东教授团队在外泌体领域TOP期刊《细胞外囊泡杂志》（Journal of Extracellular Vesicles，JEV）发表了题为“A Predictive Model for Initial Platinum-Based Chemotherapy Efficacy in Patients with Postoperative Epithelial Ovarian Cancer Using Tissue-Derived Small Extracellular Vesicles”的研究论文，首次描绘了铂敏感和铂耐药卵巢癌组织来源sEVs的差异表达蛋白谱特征，并结合临床相关参数成功构建了预测卵巢癌患者术后初次铂类药物化疗反应性的新模型。

研究设计

团队既往的研究业已证实，新鲜的EOC组织和冻存的EOC组织相比，提取的sEVs在蛋白质组分上无显著性差异（iScience. 2023 Mar 31;26(4):106521）。在此基础上，研究团队依据EOC患者初次治疗中对铂类药物的不同反应性，纳入了2021.1-2022.6间符合要求的所有铂耐药组织样本，并按照1：2的比例随机匹配铂敏感患者样本，共纳入95例EOC原位组织样本（包括铂敏感患者62例，铂耐药复发或原发性铂耐药患者33例）进行tsEVs的提取，质控后剔除了7例样本，研究团队对符合质量要求的88例tsEVs样本进行了4D DIA-MS蛋白组学检测，共获得7590个蛋白表达矩阵，继而从Immport网站下载了包含2499个免疫相关基因（Immune Related Genes，IRGs）的基因集，提取基因的表达谱，共获得包含745个IRGs的tsEVs免疫相关蛋白表达谱。

图1.总体研究设计

临床数据收集

随后收集了该88个样本的主要临床参数，主要包括：年龄（Age）、FIGO分期（Stage）、病理类型（Pathology Type）、同源重组修复功能状态（HR Status）、血清CA125和CA153水平、术后是否有残余灶（Postoperative residual tumor）、BMI等。进一步利用R语言分层抽样，在首先满足训练集（Training set）的前提下，将88例样本按8：2的比例进行随机分配，训练集和测试集之间各临床参数基线水平均无显著性差异（图2）。

图2.研究样本随机分组

模型构建

研究团队对训练集tsEVs样本中的745个免疫相关蛋白（Immune Related Proteins，IRPs）表达谱进行了差异蛋白分析，发现有33个IRPs在敏感组和耐药组中存在显著差异表达，通过Lasso回归进一步筛选出10个IRPs，并利用这10个IRPs和9个临床因素，在训练集中进行单因素Logistic回归分析，然后对p<0.1的变量纳入多因素Logistic回归分析，最后纳入4个变量，包括三个tsEVs免疫相关蛋白（CCR1、IGHV_35和CD72）和一个临床参数（术后是否有残余病灶），结合多因素回归系数，构建了EOC患者初次化疗铂反应性预测模型，最后对模型的预测效能在训练集和测试集中进行评估验证，发现建立的预测模型可有效预测卵巢癌患者铂类药物的反应性，训练集的AUC值可达0.9，测试集为0.8，上述研究为临床有效预测卵巢癌初次治疗阶段铂类药物反应性提供了新的预测体系。

图3.模型示意图

体液EV验证

研究团队后续利用提前采集的10例铂敏感和10例铂耐药患者的术前血浆样本，提取血浆来源sEVs（psEVs）进行验证，检测后发现IGVH3-35和CCR1蛋白在耐药组中低表达，而CD72蛋白无显著差异，提示psEVs和tsEVs的蛋白成分间有一定相关性，但是以区分铂敏感和铂耐药为目的时，本模型尚不适用于利用psEVs进行自变量（CCR1、CD72和IGHV3-35蛋白含量）的检测。

图4.检测铂敏感和铂耐药患者术前血浆来源sEVs中相关蛋白表达量

致谢

沈施臻博士、王聪慧博士、博士生顾家欣为该论文的共同第一作者，程晓东教授、王芬芬主任医师为共同通讯作者，该项研究受到国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目资助。感谢恩泽康泰在组织、血浆外泌体提取方面提供的帮助，和在质谱检测方面提供的指导。

团队介绍

程晓东教授课题组长期致力于卵巢癌早期诊断、转移及耐药的基础和临床研究，近年来重点聚焦于鉴定预测铂类药物和PARP抑制剂反应性的新型生物标志物，探索两者耐药的新分子机制，寻找逆转两类药物耐药的新靶点。团队在Cell Reports（2022）、BJOG（2022）、STTT（2023）、Cell Death Discov（2021、2022）、iScience（2023）等国际主流期刊上发表了多篇高水平研究论文。