B7-H3液体活检在前列腺癌动态生物学特征描述与监测中的应用

B7-H3-liquid biopsy for the characterization and monitoring of the dynamic biology of prostate cancer

作者信息Yong Ju, Joshua Watson, Jasmine J Wang, Ying-Tzu Yen, Lilit Gevorkian, Zijing Chen, Kai Han Tu, Brenda Salumbides, Aaron Phung, Chen Zhao, Hyoyong Kim, You-Ren Ji, Ryan Y Zhang, Junseok Lee, Jun Gong, Kevin Scher, Sungyong You, Jie-Fu Chen, Hsian-Rong Tseng, Yazhen Zhu, Edwin M Posadas
PMID39914189
发布时间2025-03
DOI10.1016/j.drup.2025.101207

实验完整度

该研究包含细胞系模型(22Rv1、PC-3、LNCaP)验证B7-H3表达,合成血浆样本的线性研究,以及临床队列(mCSPC n=43,mCRPC n=103)的定量分析,并具有功能验证(生存分析)和机制验证(配对进展分析)。

主要模型

22Rv1、PC-3和LNCaP人前列腺癌细胞系 mCSPC和mCRPC患者血浆样本

重点核对

血浆样本体积:100 μL mCSPC患者数:43,mCRPC患者数:103 B7-H3抗体(Cat. # AF1027,R&D Systems)和TCO-PEG4-NHS酯(点击化学工具) EV Click Beads(mTz-grafted微珠)的制备及点击化学富集条件 RT-qPCR检测ACTB基因(引物序列见补充表S4)

摘要

B7-H3是癌症治疗的一个有前景的靶点,尤其是在前列腺癌(PCa)中,特别是在转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)中。随着B7-H3靶向疗法的发展,需要一种快速、可靠且经济有效的方法来检测和监测B7-H3的表达。利用细胞外囊泡(EVs)的丰富性和稳定性,我们开发了一种基于液体活检的检测方法。方法:使用B7-H3抗体介导的、基于点击化学的富集方法分离B7-H3+ EVs。将抗体偶联至甲基四嗪修饰的微珠上。从转移性去势敏感性前列腺癌(mCSPC)(n = 43)和mCRPC(n = 103)患者的100 μL血浆中分离EVs,并使用ACTB的RT-qPCR进行定量。将测量结果与患者随时间变化的疾病状态进行比较。结果:该检测方法在mCRPC中检测到的B7-H3+ EVs高于mCSPC,并且在mCSPC向mCRPC转变时增加。B7-H3+ EVs升高与较低的总生存期相关(风险比(HR)2.19,p = 0.01)。在具有系列血浆样本的患者中,B7-H3+ EV水平反映了治疗反应和疾病进展。结论:这种B7-H3+ EV检测方法代表了利用肿瘤来源的EVs进行非侵入性、定量且一致的B7-H3实时测量的重大进步。该检测方法值得进一步开发,作为PCa及其他疾病中B7-H3靶向治疗的伴随诊断。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发并验证一种基于血浆细胞外囊泡的B7-H3液体活检方法,以非侵入性方式定量监测前列腺癌患者B7-H3表达的动态变化。
核心机制
B7-H3+ EVs水平随前列腺癌从mCSPC向mCRPC进展而增加,且高水平B7-H3+ EVs与较短的总生存期相关。
主要证据
通过临床血浆样本分析,mCRPC患者的B7-H3+ EVs显著高于mCSPC,且B7-H3+ EVs升高与总生存期降低相关(HR 2.19,p = 0.01)。
研究意义
该B7-H3+ EV检测方法可能作为B7-H3靶向治疗的伴随诊断,用于患者选择和疾病监测,并可能扩展到其他癌症。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证PCa细胞系中B7-H3表达

确认B7-H3在前列腺癌细胞系中表达,以支持后续EV检测。

通过免疫荧光(IF)染色检测22Rv1、PC-3和LNCaP细胞系中B7-H3的表达,结果显示B7-H3主要定位在细胞膜上。

2

表征PCa EVs并验证B7-H3+ EV Assay线性

评估PCa EVs的特性,并验证B7-H3+ EV Assay的定量线性。

从22Rv1细胞培养上清中通过超速离心获得EVs,并进行NTA、TEM和SEM表征。在合成血浆样本中,将已知数量的22Rv1 EVs掺入EV耗尽的健康供体血浆中,然后通过B7-H3+ EV Assay检测ACTB,评估线性相关性。

3

临床队列样本B7-H3+ EV定量分析

比较不同疾病状态(mCSPC vs mCRPC)以及健康供体之间的B7-H3+ EV水平。

对来自mCSPC(n=43)和mCRPC(n=103)患者的100 μL血浆样本进行B7-H3+ EV Assay,计算B7-H3+ EV score(40-Ct),并进行组间比较。

4

B7-H3+ EV score与生存期分析

评估B7-H3+ EV score对前列腺癌患者总生存期的预测价值。

根据B7-H3+ EV score的中位数,将转移性PCa患者(n=115)和mCRPC患者(n=103)分为高低两组,进行Kaplan-Meier生存分析。

5

配对样本分析:mCSPC向mCRPC进展中的B7-H3+ EV变化

评估同一患者从mCSPC进展到mCRPC时B7-H3+ EV score的变化。

对31名具有配对mCSPC和mCRPC血浆样本的患者进行B7-H3+ EV score比较,分析进展过程中的变化。

6

纵向监测:B7-H3+ EV score动态变化与临床事件关联

评估B7-H3+ EV score在患者疾病自然史中的动态变化,并关联治疗反应和疾病进展。

对5名患者(MID 17, MID 265, MID 109, MID 203, MID 591)的系列血浆样本进行B7-H3+ EV score测定,并与血清PSA和影像学结果进行比较。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
CFX Duet实时荧光定量PCR系统Bio-Rad Laboratories, Inc., USA#12016265
RPMI-1640培养基Thermo Fisher Scientific, USA--
DMEM/F-12培养基Thermo Fisher Scientific, USA--
胎牛血清----
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific, USA--
DAPIInvitrogen--
抗山羊IgG(FITC)Invitrogen--
人B7-H3抗体R&D Systems, USACat. # AF1027
TCO-PEG4-NHS酯Click Chemistry Tools--
EV Click Beads(mTz修饰微珠)----
APTES----
mTz-PEG-NHS酯----
XpressAmp™裂解缓冲液Promega, USA--
PrimeDirect™探针RT-qPCR预混液Takara, Japan--
BD Vacutainer塑料采血管BDCat. #366643
ZetaView PMX-120Particle-Metrix, Germany--
Supra 40VP扫描电镜Zeiss, Germany--
Tecnai 12 Quick冷冻电镜FEI, USA--
Nikon Eclipse 90i荧光显微镜Nikon--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本处理
血浆样本体积(100 μL),离心条件(500 g 10 min,4600 g 10 min),储存条件(-80°C)
阅读提示:请参阅Materials and Methods中的“Clinical Blood Sample Processing”和“Patient enrollment”部分。
EV富集
EV Click Beads的制备条件,TCO-anti-B7-H3的制备条件(浓度、孵育时间),点击化学富集条件(孵育时间45分钟,离心13000 g 1.5分钟)
阅读提示:请参阅Materials and Methods中的“Fabrication of EV Click Beads”、“Preparation of TCO-grafted B7-H3 antibody”和“Preparation of Synthetic Plasma Samples”部分。
RT-qPCR定量
RT-qPCR反应条件(90°C 3分钟,60°C 5分钟,45个循环),ACTB引物和探针序列,使用的试剂盒(PrimeDirect™ Probe RT-qPCR Mix)和仪器(CFX Duet)
阅读提示:请参阅Materials and Methods中的“Quantification of ACTB gene expression from enriched B7-H3+ EVs by RT-qPCR”部分和补充表S4。
统计分析与生存分析
分组方法(基于中位数),统计检验(Mann Whitney检验,卡方检验,ANOVA),生存分析中的排除标准(对于配对样本,仅使用mCRPC样本以避免过度代表)
阅读提示:请参阅Materials and Methods中的“Statistical Analysis”部分和结果中的Figure 4 legend。
配对样本分析
配对样本的定义(同一患者mCSPC和mCRPC样本),用于比较的统计方法(配对t检验或Wilcoxon),排除标准
阅读提示:请参阅Materials and Methods中的“Comparison of B7-H3+ EV scores in paired samples of mCSPC and mCRPC”部分和Figure 5 legend。