血清细胞外囊泡表面蛋白FIBG、PDGF-β和TGF-β的鉴定与验证用于结直肠癌的无创检测：实验研究

目的：缺乏无创生物标志物用于结直肠癌（CRC）的早期诊断导致其预后不良。细胞外囊泡（EVs）已成为利用液体活检进行癌症监测的有前景的候选物。然而，EVs分离程序的复杂性和缺乏检测血清来源EVs的明确靶点阻碍了EVs在CRC早期诊断中的临床应用。方法：在发现阶段，我们对来自37个个体的血清来源EVs样本进行了全面的4D-DIA蛋白质组学分析，对EVs表面蛋白进行了初步筛选。在技术验证阶段，我们开发了一种无需提取的CRC-EVArray微阵列，在多中心研究中评估了这些潜在的EVs表面蛋白的表达，共纳入404例个体。在应用阶段，作者基于机器学习算法评估了CRC-EVArray模型的诊断效能。结果：通过4D-DIA蛋白质组学分析，作者鉴定了7种潜在的EVs表面蛋白，在CRC患者与健康对照组之间显示出显著差异表达。利用我们开发的高通量CRC-EVArray微阵列，我们在大样本人群中进一步证实了三种EVs表面蛋白FIBG、PDGF-β和TGF-β的差异表达。此外，我们使用NNET算法建立了最佳的CRC-EVArray模型，显示出优越的诊断效能，在训练集中的曲线下面积（AUC）为0.882，在测试集中为0.937。另外，我们通过一系列多组学方法预测了这些EVs衍生蛋白的功能和潜在起源。结论：我们对血清来源EVs表面蛋白表达谱的系统探索确定了FIBG、PDGF-β和TGF-β作为CRC的新型诊断生物标志物。基于这些发现开发的CRC-EVArray诊断模型为大规模CRC筛查提供了有效工具，从而促进其向临床实践的转化。