五發(fā)頂刊 | 中國原創(chuàng )外泌體GlyExo-Captur?平臺技術(shù)重大研究成果獲Cell子刊發(fā)表_國人肝健康工程/外泌體/AD/化學(xué)發(fā)光/細胞因子

五發(fā)頂刊 | 中國原創(chuàng )外泌體GlyExo-Captur?平臺技術(shù)重大研究成果獲Cell子刊發(fā)表

2024-09-06

細胞外囊泡 (EVs) 內的核酸和蛋白等分子，尤其是miRNA，一直被認為是具有疾病早期診斷價(jià)值的生物標志物。但現有的EVs分離富集技術(shù)限制了外泌體診斷在臨床中的實(shí)踐應用。GlyExo-Capture^?技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了創(chuàng )新的解決方案。

近日，熱景生物與解放軍總醫院第五醫學(xué)中心李伯安教授、北京市生物應急與臨床POCT重點(diǎn)實(shí)驗室楊瑞馥教授、地壇醫院金榮華教授及解放軍總醫院第一醫學(xué)中心趙之明教授團隊合作，基于自主研發(fā)的GlyExo-Capture^?技術(shù)，成功提取血清中的糖鏈外泌體，發(fā)現并驗證了其中5個(gè)miRNA可以作為HCC早期診斷的生物標志物；由這五種miRNA表達水平建立的數字診斷模型在多個(gè)獨立驗證隊列中均展現出高靈敏度和特異性，具有廣泛的臨床應用潛力。研究團隊開(kāi)發(fā)的這種無(wú)創(chuàng )、準確且經(jīng)濟高效的早期肝癌檢測方法，有望顯著(zhù)提前肝癌發(fā)現時(shí)間并改善患者治療效果。該研究成果已在《Cell Reports Medicine》期刊上發(fā)表，題目為 “Five miRNAs identified in fucosylated extracellular vesicles as noninvasive diagnostic signatures for hepatocellular carcinoma（DOI: 10.1016/j.xcrm.2024.101716）”。

文章首次公開(kāi)報道了熱景原創(chuàng )性糖鏈外泌體捕獲技術(shù)GlyExo-Capture?平臺對疾病來(lái)源外泌體的提取效率和在診斷應用上的優(yōu)異性能，受到國際同行評審專(zhuān)家認可。該肝癌診斷試劑盒正在進(jìn)行臨床注冊實(shí)驗，將于年底完成樣本入組。同樣基于GlyExo-Capture^?平臺開(kāi)發(fā)的胰腺癌和胃癌診斷試劑盒，也已經(jīng)獲得第三方醫療器械注冊檢驗報告，即將進(jìn)入臨床注冊階段。

研究設計

GlyExo-Capture^?技術(shù)開(kāi)發(fā)

GlyExo-Capture^?是由熱景生物自主研發(fā)的一項創(chuàng )新性EVs提取技術(shù)，專(zhuān)門(mén)用于分類(lèi)和富集糖基化細胞外囊泡 (glycosylated extracellular vesicles)。該技術(shù)利用自主開(kāi)發(fā)的親和捕獲磁珠與特定的外泌體糖鏈特異性結合，顯著(zhù)富集腫瘤來(lái)源的EVs，并實(shí)現后續核酸提取的自動(dòng)化。整個(gè)流程在11分鐘內即可完成糖基化EVs的高效提取，顯著(zhù)提高了外泌體中miRNA檢測的靈敏度和特異性，為癌癥早期篩查提供了更為精準的生物標志物。

HCC miRNA生物標志物發(fā)現和驗證實(shí)驗設計

圖1.研究設計示意圖

如圖1所示，研究團隊采用GlyExo-Capture^?方法從88例HCC患者和179例非HCC對照組的血清中提取EVs，并從中提取small RNA 進(jìn)行二代測序 (NGS)。通過(guò)生物信息學(xué)分析，識別出差異表達的miRNA。在訓練集隊列（n=134）中，研究團隊利用多種機器學(xué)習算法構建了HCC分類(lèi)模型，并在多個(gè)獨立驗證隊列（n=645）中，通過(guò)定量逆轉錄聚合酶鏈式反應 (qRT-PCR) 對5個(gè)miRNA進(jìn)行定量，以驗證模型性能。

HCC預測模型的構建和驗證

基于發(fā)現隊列中鑒定出的5個(gè)miRNA的信號特征，我們構建了用于肝癌診斷的數字診斷模型。多種算法構建的模型均展現出卓越的診斷性能。在訓練集中，該miRNA組的AUC（ROC曲線(xiàn)下面積）達到0.978，在中心內驗證集中為0.943，在多中心驗證集中為0.930，且獨立多中心驗證集中的靈敏度和特異性分別達到0.869和0.892（圖2）。值得注意的是，該miRNA模型在早期肝癌檢測中表現尤為突出，階段0的靈敏性為85.7%，階段A的靈敏性為90.8%。此外，該模型還能夠識別88.1%的AFP陰性肝癌樣本，顯著(zhù)提升了早期肝癌檢測的準確性。

圖2.HCC預測模型在NGS （A-C）and qRT-PCR（D-F）數據中的性能評估

miRNA與蛋白聯(lián)合顯著(zhù)提升HCC診斷性能

為進(jìn)一步提高模型的診斷性能，我們將miRNA靶標與AFP/DCP特征結合。結果顯示，結合后模型的ROC-AUC值提升至0.96，PRAUC值達到0.91（圖3A-B）。此外，基于該聯(lián)合特征的模型對194例HCC患者的總體靈敏度達到90.70%，顯著(zhù)高于單獨使用miRNA靶標時(shí)的88.06%（圖3C）。這表明miRNA與蛋白特征之間具有互補作用，顯著(zhù)增強了HCC的診斷準確性。

圖3. 基于單個(gè)特征（AFP/DCP/miRNA）和使用特征組合構建的模型性能比較

綜上所述，基于miRNA和AFP特征的HCC分類(lèi)模型實(shí)現了精準診斷，標志著(zhù)肝癌早期篩查領(lǐng)域的重大突破。肝癌外泌體miRNA產(chǎn)品以其高度準確性和非侵入性，為臨床診斷帶來(lái)了新的希望，助力全球肝癌患者獲得更精準的治療。這一研究成果不僅推動(dòng)了肝癌研究與臨床實(shí)踐的進(jìn)展，也為實(shí)現更有效的早期篩查和治療方案奠定了堅實(shí)基礎。

GlyExo-Capture?技術(shù)引領(lǐng)多癌種早篩創(chuàng )新，從科研走向臨床轉化

GIyExo-Capture^?平臺是中國IVD科研創(chuàng )新創(chuàng )造的一個(gè)典范，針對全球范圍內外泌體液體活檢應用準確率不高，操作繁瑣等臨床應用挑戰，提供了創(chuàng )新的解決方案。該平臺采用糖捕獲技術(shù)，實(shí)現疾病相關(guān)外泌體全自動(dòng)、快速高通量分離，以及外泌體運載microRNA的高靈敏度檢測。目前，熱景生物具有自主專(zhuān)利GIyExo-Capture?平臺開(kāi)發(fā)的系列癌癥早期診斷成果陸續通過(guò)注冊檢驗（胰腺癌、肝癌、胃癌等），相關(guān)神經(jīng)退行性疾病研發(fā)項目進(jìn)展順利。作為糖捕獲診斷方法學(xué)的提出者，熱景生物致力于將中國企業(yè)的原創(chuàng )性技術(shù)推廣應用到全球臨床，為全球患者帶來(lái)更精準、更便捷的診斷方案、使更多患者獲益于中國創(chuàng )新技術(shù)。

· 全球首臺外泌體microRNA全自動(dòng)檢測儀

全球突破性技術(shù)——國內國際雙專(zhuān)利

配套科研試劑

(1)肝癌血清外泌體microRNA檢測試劑盒(2)胃癌血清外泌體microRNA檢測試劑盒(3)胰腺癌血清外泌體microRNA檢測試劑盒(4)前列腺癌尿液外泌體microRNA檢測試劑盒(5)尿路上皮癌尿液外泌體microRNA檢測試劑盒

· REXO-32外泌體提取平臺

獲中國腫瘤標志物大會(huì )第一屆技術(shù)轉化獎

配套科研試劑

（1）細胞外囊泡純化試劑盒(SEC柱)（2）細胞外囊泡染色純化試劑盒(SEC柱)（3）細胞外囊泡提取試劑盒(PS)（4）細胞外囊泡提取試劑盒(PS-MB)（5）細胞外囊泡糖捕獲法提取試劑盒（磁珠法）（6）miRNAuto微小RNA提取試劑盒(磁珠法)

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