使用紅外(IR)成像和隨后的膀胱癌蛋白質(zhì)組學(xué)分析(BC)的無(wú)標(biāo)記數(shù)字病理學(xué)揭示了BC的第一種蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物(AHNAK2)。AHNAK2區(qū)分慢性膀胱炎和非肌肉浸潤(rùn)型BC，這對(duì)診斷具有挑戰(zhàn)性。美國(guó)病理學(xué)雜志的一份報(bào)告(“ 用于鑒定膀胱癌候選組織化學(xué)生物標(biāo)志物的綜合傅里葉變換紅外成像和蛋白質(zhì)組學(xué) ”) 描述了這種新的診斷程序，該程序無(wú)標(biāo)記，自動(dòng)化，觀察者無(wú)關(guān)，并且敏感并具體作為已建立的組織病理學(xué)方法。

“具有反應(yīng)性尿路上皮異型性和原位癌 (CIS)的嚴(yán)重尿路炎之間的組織病理學(xué)分化 可能是困難的，特別是在故意誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的治療之后，例如膀胱內(nèi)滴注卡介苗(Bacillus Calmette-Guèrin)。然而，膀胱癌的精確分級(jí)對(duì)于治療決策是至關(guān)重要的，因此需要可靠的免疫組織化學(xué)生物標(biāo)志物。在此，研究人員寫道，通過(guò)傅里葉變換紅外成像的新方法識(shí)別膀胱癌中的示例性潛在生物標(biāo)志物，用于組織薄切片的無(wú)標(biāo)記組織注釋。

“通過(guò)激光顯微切割收集所識(shí)別的感興趣區(qū)域，以提供用于基于液相色譜 - 串聯(lián)質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)分析的均勻樣品。這種方法提供了無(wú)標(biāo)記的空間分類，具有高準(zhǔn)確度，沒有觀察者間的變異性，以及蛋白質(zhì)組學(xué)分析的分子分辨率。分析膀胱炎和侵襲性高級(jí)尿路上皮癌樣品。通過(guò)免疫組織化學(xué)鑒定了三種候選生物標(biāo)志物，并在小隊(duì)列中進(jìn)行了驗(yàn)證，包括低級(jí)尿路上皮癌樣品。表現(xiàn)最佳的候選AHNAK2在一個(gè)更大的獨(dú)立驗(yàn)證隊(duì)列中進(jìn)一步評(píng)估，該隊(duì)列也包括CIS樣本。基于這種新鑒定和驗(yàn)證的免疫組織化學(xué)生物標(biāo)志物的表達(dá)，可以區(qū)分反應(yīng)性尿路上皮異型性和CIS，靈敏度為97%，特異性為69%。AHNAK2可以區(qū)分急性或慢性膀胱炎和非肌肉浸潤(rùn)型CIS中的反應(yīng)性尿路上皮異型性。

科學(xué)家們指出，區(qū)分膀胱良性炎癥和低級(jí)晚期癌癥可能很困難，特別是因?yàn)橐恍〣C治療引起炎癥。

“我們通過(guò)紅外成像技術(shù)開發(fā)了這種無(wú)標(biāo)簽的數(shù)字病理學(xué)注釋系統(tǒng)，以支持病理學(xué)家，類似于汽車中的駕駛員輔助。這種技術(shù)與蛋白質(zhì)組學(xué)方法相結(jié)合，使我們能夠?qū)HNAK2鑒定為BC的重要新生物標(biāo)志物，結(jié)果鼓勵(lì)我們將這種無(wú)標(biāo)記的數(shù)字技術(shù)轉(zhuǎn)移到其他病理學(xué)中，“Klaus Gerwert博士解釋說(shuō)，他是該部門的主席。生物物理學(xué)和德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)的PURE(歐洲魯爾蛋白質(zhì)研究單位)聯(lián)盟。

使用無(wú)標(biāo)記傅里葉變換紅外(FTIR)成像，研究人員能夠通過(guò)顏色對(duì)未改變的組織薄切片進(jìn)行分類，以識(shí)別感興趣的區(qū)域。“由此產(chǎn)生的指數(shù)彩色圖像可自動(dòng)進(jìn)行組織分類，包括癌癥類型，亞型，組織類型，炎癥狀態(tài)，甚至腫瘤分級(jí)，”Gerwert指出。

在103份新鮮冷凍樣本的分析中，包括41例膀胱炎，19例低度惡性癌和43例高級(jí)別癌的確診，F(xiàn)TIR成像顯示特異性為95%，靈敏度為95%，準(zhǔn)確度為95%與由訓(xùn)練有素的病理學(xué)家審查的染色圖像相比較。該技術(shù)還將癌癥與健康組織以及低度高級(jí)癌癥區(qū)分開來(lái)。

然后使用激光捕獲顯微切割通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)獲得用于蛋白質(zhì)分析的同源組織樣品。通過(guò)比較炎癥性膀胱(膀胱炎)患者的組織與侵襲性高級(jí)尿路上皮癌患者的樣本，研究人員確定了三種潛在的生物標(biāo)志物，其中蛋白質(zhì)AHNAK2被發(fā)現(xiàn)是表現(xiàn)最佳的候選生物標(biāo)志物。

在包括310個(gè)新鮮冷凍，石蠟包埋組織樣本(51個(gè)高級(jí)癌癥，67個(gè)原位癌 [CIS]，84個(gè)低級(jí)別癌癥和108個(gè)嚴(yán)重膀胱炎患者)的大型隊(duì)列中，AHNAK2測(cè)量達(dá)到97%敏感性和69%特異性區(qū)分嚴(yán)重膀胱炎與反應(yīng)性尿路上皮異型(RUA)和CIS。它還顯示出高靈敏度，可區(qū)分低與高侵略的高等級(jí)和低等級(jí)與CIS。

“在我們的研究中，AHNAK2被鑒定并分兩步驗(yàn)證為BC的候選生物標(biāo)志物，”魯爾大學(xué)Medizinisches蛋白質(zhì)中心(MPC)副主任Barbara Sitek博士說(shuō)。“AHNAK2已被提議作為清除腎細(xì)胞和胰腺癌的潛在預(yù)后生物標(biāo)志物，并且是用于診斷BC和預(yù)測(cè)腫瘤侵襲性的尿mRNA組的一部分。”

研究人員認(rèn)為，AHNAK2可能是檢測(cè)CIS復(fù)發(fā)或持續(xù)存在的非常有用的工具，特別是因?yàn)镃IS的誤診可以延遲治療侵襲性惡性腫瘤，或者可能導(dǎo)致不必要的治療或膀胱切除。