Quantitative determination of expression of the prostate cancer protein alpha-methylacyl-CoA racemase using automated quantitative analysis (AQUA): a novel paradigm for automated and continuous biomarker measurements

doi:10.1016/s0002-9440(10)63171-9

比较研究

.2004年3月；164(3):831-40.

doi:10.1016/s0002-9440（10）63171-9。

使用自动定量分析（AQUA）定量测定前列腺癌蛋白α-甲酰辅酶a消旋酶的表达：一种自动化和连续生物标记物测量的新范式

马克·鲁宾¹, Maciej P Zerkowski公司, 罗伯特·L·坎普, 雷纳尔·库弗（Rainer Kuefer）, 马提亚斯·德·霍弗, 阿鲁尔M钦奈扬, 大卫·L·里姆

附属公司

PMID： 14982837
预防性维修识别码： PMC1613273项目
DOI（操作界面）： 10.1016/s0002-9440（10）63171-9

比较研究

使用自动定量分析（AQUA）定量测定前列腺癌蛋白α-甲酰辅酶a消旋酶的表达：一种自动化和连续生物标记物测量的新范式

马克·鲁宾等。美国病理学杂志. 2004年3月.

.2004年3月；164(3):831-40.

doi:10.1016/s0002-9440（10）63171-9。

作者

马克·鲁宾¹, 马切伊·泽尔科夫斯基, 罗伯特·L·坎普, 雷纳尔·库弗（Rainer Kuefer）, 马提亚斯·德·霍弗, 阿鲁尔M钦奈扬, 大卫·L·里姆

附属

¹美国马萨诸塞州波士顿市布里格姆女子医院病理科和哈佛医学院，邮编02115。marubin@partners.org

PMID： 14982837
预防性维修识别码： PMC1613273项目
DOI（操作界面）： 10.1016/s002-9440（10）63171-9

摘要

尽管经过多年的发现和验证尝试，但很少有分子生物标记物在临床上获得认可。通过免疫组织化学方法评估的组织标记物具有高度的观察者间和观察者内变异性。该领域的一个最新进展是开发了AQUA，这是一种基于分子的蛋白质表达定量评估方法。该系统集成了一组算法，可以对组织样本进行快速、自动化、连续和定量分析，包括肿瘤与基质元素的分离以及信号的亚细胞定位。本研究使用AQUA系统评估最近描述的前列腺癌生物标记物α-甲基酰基辅酶a消旋酶（AMACR），并确定该标记物定量测量作为前列腺癌诊断手段的有效性。使用包含广泛前列腺组织的前列腺癌进展组织芯片，直接将AQUA与使用p504s单克隆抗体对AMACR蛋白表达的标准免疫组化评估进行比较。两种方法都产生了类似的结果，表明AMACR蛋白在临床局限性前列腺癌中的表达最强，其次是转移性肿瘤样本。免疫组织化学将前列腺良性组织分类为大多数组织样本阴性。然而，使用AQUA系统可以在低水平下使用标准1:25稀释液检测到AMACR，但也可以在1:250稀释液检测出AMACR。这是光学显微镜无法检测到的。AQUA系统还能够从良性前列腺组织样本中区分泡沫腺前列腺癌，已知泡沫腺前列腺癌症的AMACR表达低于典型腺泡前列腺癌。最后，绘制受体-操作-特征曲线，以确定AMACR AQUA Z评分（标准化AQUA评分）的特异性，以预测给定的组织微阵列样本包含癌症。曲线下面积的计算值为0.90（P<0.00001；95%CI为0.84-0.95）。AMACR AQUA Z评分为-0.3时，在70个被归类为前列腺癌的样本中，91%的样本在没有病理学家审查组织微阵列幻灯片的干预下被正确分类。总之，AQUA系统可在广泛的前列腺组织样本上连续测量AMACR。未来，AMACR AQUA Z评分可能有助于前列腺组织生物标记物的自动筛选和评估。

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数字

图1
**A–D：**前列腺癌进展芯片，用于测量良性和肿瘤前列腺组织样本中AMACR的表达。设计了前列腺癌进展组织芯片，由良性前列腺部分（深蓝色）、临床局限性前列腺癌部分（红色）、区域淋巴结转移性前列腺肿瘤（绿色）和远处激素抵抗转移性前列腺癌（浅蓝色）组成。答：AMACR在宏观水平上表达，在前列腺癌组织中呈强棕色表达。良性切片（蓝色正方形和TMA样本）中可以观察到罕见的局灶性表达，并且其强度与临床局限性前列腺癌（红色正方形和TM样本）中的强度相似。**抄送：**此样本显示高级别PIN，前列腺癌的前驱病变。**医生：**高级别PIN的这一区域显示出中度AMACR表达。原始放大倍数：×200(A类,B类); ×630 (C类,D类).

图2
**A–H：**使用AQUA测量前列腺样本中AMACR的示意图。答：前列腺癌是由良性和浸润性癌细胞混合而成的异质性肿瘤。B：AQUA算法使用单个抗角蛋白抗体，可以使用荧光染料测量角蛋白阳性细胞的强度和面积。该区域以黄色显示。**抄送：**抗AMACR的第二种抗体（p504s）用于靶向前列腺肿瘤。此区域显示为红色。**医生：**荧光染料允许同时评估多达四种抗体。在这个例子中显示了AMACR和角蛋白。每个标记的面积由系统测量(E类和F类)可以将其视为代表角蛋白阳性区域和AMACR阳性区域的虚拟隔间(**G公司**). 角蛋白和AMACR的双重表达定义了肿瘤分区（即前列腺癌或前列腺上皮内瘤变）。角蛋白阳性和AMACR-阴性区域与良性上皮间隔一致。AMACR和角蛋白的阴性染色与基质室一致。使用这些定义，可以使用任意单位测量不同隔间的强度(**H（H）**).

图3
**A–G：**AMACR表达由AQUA和标准病理学检查确定。A类到C类在组织微阵列样本（直径0.6 mm）中演示AQUA如何从良性组织中识别前列腺癌。答：使用DAPI染色，可以识别基质和上皮细胞室中的所有有核细胞。细胞角蛋白阳性室识别所有上皮细胞(B类)Cy-5表达（红色）显示AMACR表达区域(C类). 可以计算每个隔室的染色面积和强度。与细胞角蛋白面罩重叠的AMACR阳性区域相当于前列腺癌分区。**医生：**采用免疫组织化学方法通过标准病理学检查AMACR（p504s）蛋白表达。使用前列腺癌进展组织芯片测定AMACR（p504s）的表达。表达得分为阴性（得分=1）、弱表达（得分=2）、中等表达（得分=3）和强表达（得分=4）。每种组织类型的结果以AMACR（p504s）蛋白表达的误差条表示，置信区间为95%。**电子邮箱：**AQUA使用两种抗体浓度的前列腺癌进展组织芯片评估AMACR表达。AQUA在标准抗体浓度（1:25）下测量了不同组织类别[即良性、局限性前列腺癌（PCa）、前列腺癌区域淋巴结转移（Mets）和远处激素难治性转移前列腺癌（HR-Mets）]的类似AMACR蛋白表达水平使用标准免疫组织化学法（1:250）无法看到的浓度。针对每个组织微阵列点的面积校正强度，并使用任意单位进行测量。误差条表明，在95%的置信区间内，良性前列腺组织的得分不超过10个单位。**传真：**AQUA分析的AMACR蛋白表达直方图。使用任意单位，此直方图使用前列腺进展芯片的样本显示AMACR蛋白表达的相对正常分布。这证明了AQUA系统连续读出蛋白质表达的能力。**德国：**通过根据组织类别显示每个样本的单个染色强度，可以了解可变AMACR蛋白表达。尽管临床局限性前列腺肿瘤的AMACR蛋白表达显著高于良性样本人群，但在良性组织中仍然可以观察到AMACR表达，在其他类别中也可以发现AMACR低表达。

图4
评估标准化AMACR-AQUA评分和预测前列腺癌存在的能力。AQUA结果标准化，创建AMACR AQUAZ轴-分数(左边). 表达结果表明，泡沫腺肿瘤人群中AMACR的可测水平在统计学上显著高于良性前列腺组织人群，如95%置信区间的非重叠误差条所示。ROC图显示了使用AMACR AQUA的敏感性和特异性Z轴-在无监督的情况下诊断前列腺癌的得分（即，无需病理学家事先审查）(**正确的**). ROC曲线下的面积为0.90(*P（P）*< 0.00001; 95%置信区间为0.84至0.95）。曲线下方1.00的区域代表了预测前列腺癌的测试的完美区分能力，0.50的无区分能力。

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