根治性前列腺切除术标本可追溯新鲜冷冻组织采集的针式采样策略

《Laboratory Investigation》：Needle-Based Sampling Strategy for Traceable Fresh-Frozen Tissue Collection from Radical Prostatectomy Specimens

　　

摘要

目的

我们旨在开发并评估一种基于针头的策略，用于从前列腺癌根治性切除术标本中采集具有空间可追溯性的新鲜冷冻组织，并将取样的核心组织与对应的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织病理学进行关联，同时保留常规病理评估。

材料与方法

本研究共纳入2019年8月至2025年12月期间行根治性前列腺切除术的148例患者。在切除后立即，使用11号或14号活检针从四个预定义的位点采集核心组织。每个穿刺道用彩色墨水标记，在包埋于最佳切割温度化合物并进行速冻之前进行触压细胞学检查。注射针头在福尔马林固定过程中留在穿刺道内，以指导大体切片的切割和FFPE切片中的定位。

结果

在592个核心组织中，584个（98.6%）在FFPE切片中实现了定位。取样对常规大体取材或诊断切片的判读、手术切缘状态评估、病理T分期、前列腺外侵犯、精囊侵犯或肿瘤范围评估均无干扰。细胞学阳性的阳性预测值为92.7%，细胞学阴性的阴性预测值为70.1%。在9个选定的核心组织中，RNA完整性数（RIN）范围为7.1至8.4，DV200（RNA片段长于200个核苷酸的百分比）范围为87%至96%。所有样本均获得了足够的RNA质量和数量，可用于RNA测序文库构建。

结论

本研究开发的策略使得在保留常规病理评估的同时，能够采集具有空间可追溯性的新鲜冷冻前列腺组织。所得样本适用于与对应FFPE组织病理学相关联的探索性基因表达谱分析。

引言

前列腺癌（PCa）是全球男性第二常见的恶性肿瘤，据估计2022年报告了新发病例约147万例^{1, 2}。对于临床局限性前列腺癌，组织病理学评估仍是诊断、风险分层和治疗计划制定的核心。然而，前列腺癌表现出显著的瘤内空间异质性，这凸显了需要一种能够将组织水平的形态学结构与分子信息精确整合的分析方法。

研究用组织的获取传统上依赖于活检标本或来源于前列腺切除手术的组织；然而，由于这些材料通常为福尔马林固定，某些分子分析物的质量或可及性可能受到影响。尽管新鲜冷冻标本在许多分子分析中具有优势，但整合详细的组织学评估有助于对分子数据进行更精细、更准确的解读。新鲜冷冻组织尤其适用于基于RNA、DNA和空间多组学的分析。然而，无法以与福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）切片相当的分辨率精确确定取样区域的组织学背景，这限制了转录组数据的可解释性，并阻碍了分子发现与病理特征的整合。

近年来开发的一些固定系统，如PAXgene（PreAnalytiX/Qiagen，瑞士Hom-brechtikon）和基于HEPES-谷氨酸缓冲液介导的有机溶剂保护效应（HOPE）固定剂（Polysciences，美国宾夕法尼亚州Warrington），已被用于在保持组织形态的同时尽量减少RNA降解^{3, 4}。尽管如此，新鲜冷冻组织通常能更好地保留RNA完整性和聚腺苷酸化转录本，使其在无偏倚的转录组和空间转录组分析中具有优势。尽管对FFPE组织的转录组分析变得越来越可行，但福尔马林引起的RNA片段化和交联仍然是重要考量因素^{5, 6}。因此，提供高质量分子信息的新鲜冷冻样本与保留高分辨率组织建筑学背景的FFPE样本之间仍存在显著差距，凸显了分子完整性与病理可解释性之间尚未解决的权衡问题。

为了弥合这一差距，我们开发了一种针对切除后立即获取的前列腺切除术标本的基于针头的组织采集策略。目标核心组织被快速采集、包埋并速冻，每个取样穿刺道作为空间标记保留用于后续的FFPE切片制作。该策略旨在将新鲜冷冻核心组织的分子数据与对应的FFPE组织病理学关联起来，同时尽量减少对常规病理评估的干扰。RNA测序（RNA-seq）作为原理验证，用于评估所得组织适用于组织病理学关联的基因表达分析的可行性。

章节摘录

患者

2019年8月至2025年12月期间，在千叶大学医院行根治性前列腺切除术且未接受术前新辅助激素治疗的前列腺癌患者被纳入本研究。前列腺标本由泌尿外科团队根据术前多参数磁共振成像（mpMRI）和活检发现（包括病变位置和表观肿瘤负荷）以及活检Gleason分级逐例选择进行组织取样。病例

基于针头组织取样的效率与可追溯性

使用活检针进行的组织取样在148例患者中完成，获得592个核心组织（表1）。对所有148例患者的年龄、前列腺特异性抗原（PSA）水平、诊断性活检发现和ISUP分级组进行了评估。其中，36例患者被排除在正式的PI-RADS分析之外，包括35例未正式分配PI-RADS评分和1例无mpMRI者。所有592个核心组织的详细临床病理和取样数据见补充数据集S1。患者水平

基于针头取样策略的优势

本研究建立的取样策略，包括前列腺切除术后快速针头活检，随后进行O.C.T.包埋和速冻，具有多项优势，能够实现新鲜冷冻组织的位点特异性采集，同时保持与对应FFPE组织病理学的空间可追溯性（补充图S5）。由于前列腺癌表现出显著的瘤内异质性，保持每个取样核心组织与对应FFPE组织病理学之间的空间联系是一个关键的

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争经济利益或个人关系。

生成式AI及AI辅助技术的使用

在本工作准备过程中，作者使用了ChatGPT（OpenAI）和Claude（Anthropic）辅助进行英语语言编辑以及与期刊作者指南的一致性检查。在使用这些工具后，作者根据需要对内容进行了审核和编辑，并对出版物的内容承担全部责任。

致谢

作者感谢千叶大学医院的手术团队、病理科和细胞学技术人员对标本处理和制片提供的协助；感谢总仓DNA研究所在RNA质量评估、文库构建和测序方面提供的帮助；感谢Editage进行英语语言编辑。

资助

本研究由日本学术振兴会（JSPS KAKENHI）（项目编号 19K07457、22K06936和25K10244资助K.M.，以及24K19665资助Y.Y.）、乃东基金会研究基金资助Y.Y.、武田科学

石橋 孝弘|藤本 彩美|松坂 圭介|山田 康隆|井 淳良|佐塚 智和|今村 佑介|坂本 進一|小野寺 清貴|池田 純一郎|市川 知彦