前立腺癌骨転移の血漿エクソソームRNAシグネチャー (EXO-MET)
前立腺癌におけるPSMA PETで定義される骨転移を予測するための血漿エクソソームRNAシグネチャー：前向き多施設共同発見・開発・検証研究
概要：
この前向き多施設共同研究は、治療歴のない前立腺癌患者を対象に、骨転移を予測するルールアウト検査として血漿エクソソームRNAベースのシグネチャーを発見、開発、検証することを目的としています。ゴールドスタンダードとして、未治療時のPSMA PETを使用します。研究は以下の4つの段階で設計されています。
第1相（探索、n=250）：血漿エクソソームRNAのハイスループットシーケンシングにより、発現が異なる候補RNAを同定します。
第2相（モデル開発、n=300）：独立したコホートで候補RNAをデジタルドロップレットPCR（ddPCR）で解析し、適切な機械学習手法を用いて最終的なマルチRNA予測シグネチャーを構築・固定します。
第3相（内部検証、n=300）：固定したシグネチャーを、自然な疾患頻度を反映する連続コホートで独立検証します。
第4相（外部検証、n=150）：骨転移に富む多施設コホートで最終的な独立検証を行います。
主要評価項目：
PSMA PETで定義された骨転移に対するルールアウト検査としてのシグネチャーの診断性能を評価すること。主なパフォーマンス指標は以下の通りです：
感度：事前に指定された目標≧95％（偽陰性を最小限に抑えるため）。
特定性：≧95％の感度を達成する閾値での特異度。特異度≧30％は臨床的有用性を支持すると見なされます。特異度≧30％（または95％信頼区間の下限が20％超）は、臨床的有用性を支持すると見なされます。
必要性：
現在のバイオマーカーは、骨転移の早期発見に必要な感度と特異度を欠いています。さらに重要なことに、既存のツールは低リスク患者において骨転移を安全に除外する十分な陰性的中率（NPV）を持たず、画像検査の過剰実施や発見の遅れにつながっています。非常に低リスクの患者においてPSMA PET/CTを安全に延期するためには、非侵襲的なルールアウト検査が緊急に必要です。血漿エクソソームRNAは有望なリキッドバイオプシーアプローチを提供しますが、厳密な検証を伴う前向き多施設研究は不足しています。
副次評価項目：
- 副次的な指標として、陰性的中率（NPV）、陽性的中率（PPV）、ROC曲線下面積（AUC）、キャリブレーション、決定曲線分析を含みます。
- エクソソームRNAレベルと骨転移病変数（PSMA PET）との相関。
- PSA、PSMA PET SUVmax、MRI所見との関連。
- 組織-血漿の相関解析による腫瘍由来の確認（探索的）。
- 主要な候補RNAのin vitro/in vivoアッセイによる機構的解明（探索的）。
- ホルモン感受性、転移パターン、グリーソンスコアによるサブグループ解析（探索的）。
選択基準：
- 組織学的に確認された前立腺癌で、ベースラインのPSMA PETが予定されている。
- 前立腺癌治療前にPSMA PETが実施されている。
- 血液検体は、治療前かつ前立腺生検前に採取されている。
- 臨床的に適応がある場合、前立腺生検を受ける意思がある（血液採取後）。
- 文書によるインフォームドコンセントが得られている。
- 年齢18歳以上。
除外基準：
- ベースラインのPSMA PET前に前立腺癌治療を受けたことがある。
- 前立腺生検後に血液検体が採取された。
- 過去2年以内に他の活動性悪性腫瘍がある（非黒色腫皮膚癌を除く）。
- 血液検体の質または量が不適切。
- 研究実施を妨げる重篤な併存疾患。
調査の概要
状態
詳細な説明
背景 前立腺癌（PCa）は、世界中でのがん関連罹患率の主要な原因であり、骨転移は最も頻繁で壊滅的な合併症です。骨転移の早期かつ正確な検出は、タイムリーな介入と患者の転帰改善に不可欠です。しかし、PSAなどの現在のバイオマーカーは早期転移検出に十分な感度と特異度を欠き、従来の画像診断（骨シンチ、CTなど）は臨床的に明らかになった後にのみ転移を特定することがよくあります。PSMA PETは、ベースラインでの転移状態を定義するための最も感度の高い画像診断モダリティとして登場しましたが、その高コスト、限られた入手可能性、放射線被曝のために、普遍的スクリーニングツールとしての使用は妨げられています。
同時に、液体生検、特に血中エクソソームRNAの分析は、腫瘍生物学への独自の窓を提供します。エクソソームRNAは血中で安定しており、原発腫瘍の分子特性を反映し、ハイスループットシーケンシングやデジタルドロップレットPCRなどの高感度法で検出できます。しかし、その有望性にもかかわらず、厳格な多相検証を伴う大規模前向き多施設研究は不足しています。
必要性 骨転移のリスクが非常に低い患者を特定し、PSMA PET/CTの安全な延期を可能にする非侵襲的でロバストなバイオマーカーに対する重要な未充足ニーズがあります。既存のツールは、低リスク集団における骨転移を確実に除外するのに十分な陰性的中率を欠いています。成功したルールアウトテストは、不要な画像診断を減らし、ヘルスケアコストを削減し、患者の放射線被曝を最小限に抑えるでしょう。この研究は、バイオマーカー開発の現代的な基準に沿った試験デザインと設計を実装しています。
試験デザインと技術段階 これは前向き、多施設、段階的バイオマーカー開発および検証試験です。骨転移状態のゴールドスタンダードは、ベースラインの未治療PSMA PET/CTです。すべての血液サンプルは、前立腺癌関連治療の前、および前立腺生検（実施する場合）の前に、生検による汚染を避けるために採取されます。全血（約10 mL、EDTA採血管）は2時間以内に処理され、血漿が得られ、分析まで-80°Cで保存されます。
4つのフェーズは以下のように定義されます：
フェーズ1（探索、n=250）：血中エクソソームのハイスループットRNAシーケンシング。差次的発現解析により、骨転移のある患者とない患者を区別する候補RNAsを特定。多重検定補正（FDR<0.05）を適用。
フェーズ2（モデル開発、n=300）：骨転移に富む独立したコホート（陽性約200、陰性約100）を使用して、ddPCRによる定量的RNA測定。機械学習を用いた連続リスクスコアリングモデルを構築。内部交差検証後、検証データを調べる前にロック。
フェーズ3（内部検証、n=300）：自然疾患罹患率を反映した連続コホート（予想骨転移率約30%）でロックされたモデルを評価。感度≥95%を達成するカットオフ値を選択。そのカットオフにおける特異度が主要評価項目。副次評価項目はNPV、PPV、AUC、較正、決定曲線分析。
フェーズ4（外部検証、n=150）：地理的に異なる多施設コホートを骨転移に富ませ、一般化可能性を評価。フェーズ3で決定した同じカットオフを適用。
統計的考察 サンプルサイズの根拠 フェーズ化されたバイオマーカー研究のための公表推奨と、主要評価項目（≥95%感度閾値での特異度）の精度分析に基づいて選定。
フェーズ1（探索、n=250）：典型的な探索的研究サイズ。予想骨転移有病率約30%で、陽性約75、陰性約175例が利用可能であり、FDR<0.05での差次的発現検出に十分な検出力。
フェーズ2（モデル開発、n=300）：事象数（EPV）ルールで候補予測因子あたり≥10イベント、仮定されるパーシモニーモデル（候補RNAs≤20）に基づき最低200陽性イベントが必要。骨転位に濃縮（目標約67%陽性）し、総数300例（陽性約200、陰性約100）を計画。
フェーズ3（内部検証、n=300）：主要評価項目はカットオフで≥95%感度を達成した際の特異度。真の特異度35%と仮定し、約210陰性例（全体n=300で骨転位有病率約30%より）から得られる95%信頼区間の半幅は約±6-7%。この精度は臨床的に無用な特異度（例<15%）を除外するのに十分であり、サブグループ解析を確実に。
フェーズ4（外部検証、n=150）：骨転移に富んだ多施設コホート（目標陽性40-50%）。サンプルサイズ150例（陽性約75、陰性約75）で、独立した状況での特異度（95%CI半幅±11%と仮定）および感度を正確に推定可能。
すべてのサンプルサイズは実際の登録状況に応じて微調整し、調整は全て文書化。
統計解析計画 主要解析はR（バージョン≥4.2）を使用。最終解析計画は検証データのロック前に最終化。
フェーズ1：差次発現解析（DESeq2/edgeR） フェーズ2：交差検証を用いた機械学習モデル構築。最終連続モデルはロック。
フェーズ3：ロックされたモデルを内部検証コホートに適用。感度≥95%を達成するカットオフ値を決定。特異度、陰性的中率（NPV）、陽性的中率（PPV）、AUC、較正、決定曲線分析をこのカットオフで報告。
フェーズ4：同じカットオフを外部検証コホートに適用し、パフォーマンス評価を繰り返す。
副次的/探索的解析：相関、サブグループ解析、メカニズム研究（副次的転帰測定に詳述）。
データ管理 データは3段階認証付きのREDCapデータベースに集中管理。データ入力は約3〜6ヵ月ごと。患者の機密性は維持される。
研究の種類
入学 (推定)
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：Jianhua Jiao, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
研究場所
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Gansu
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Lanzhou、Gansu、中国
- 募集
- The First Hospital of Lanzhou University
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主任研究者：
- Wei Zhang, MD.
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コンタクト：
- Wei Zhang, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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Ningxia
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Yinchuan、Ningxia、中国
- 募集
- General Hospital of Ningxia Medical University
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コンタクト：
- Zhiyong Lv, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Zhiyong Lv, MD.
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Shaanxi
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Weinan、Shaanxi、中国
- 募集
- Weinan Central Hospital
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コンタクト：
- Weihong Zhao, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Weihong Zhao, MD.
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Xi'an、Shaanxi、中国、710032
- 募集
- Xijing Hospital
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コンタクト：
- Jianhua Jiao, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Weijun Qin, MD.
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Xi'an、Shaanxi、中国
- 募集
- Shaanxi Provincial People's Hospital
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コンタクト：
- Yi Sun, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Yi Sun, MD.
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Xi'an、Shaanxi、中国
- 募集
- Xijing 986 Hospital
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コンタクト：
- Wuhe Zhang, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Wuhe Zhang, MD.
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Xianyang、Shaanxi、中国
- 募集
- The Second Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine
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コンタクト：
- Wei Zheng, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Wei Zheng, MD.
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Xining、Shaanxi、中国
- 募集
- Qinghai University Affiliated Hospital
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コンタクト：
- Guojun Chen, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Guojun Chen, MD.
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Yan’an、Shaanxi、中国
- 募集
- Affiliated Hospital of Yan'an University
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コンタクト：
- Jixue Gao, MD.
- 電話番号：+86 18700919857
- メール：1531769428@qq.com
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主任研究者：
- Gao, MD.
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
すべての患者はベースラインで PSMA PET/CT を受け、治療前（何らかの治療前および前立腺生検の前）に血液サンプルを提供します。
単一の全体コホートは、4 つの連続した独立したフェーズに割り当てられます：フェーズ 1（発見、n=250）、フェーズ 2（モデル開発、n≧300、骨転移濃縮）、フェーズ 3（内部検証、n≧300、自然発生率）、およびフェーズ 4（外部検証、n=150、多施設濃縮）。
骨転移の状態は PSMA PET/CT によって定義されます。
説明
適格基準
- 組織学的に前立腺癌と確定診断され、PSMA PETイメージングを受ける予定の患者。
- PSMA PETイメージングを前立腺癌関連治療（アンドロゲン除去療法、放射線療法、または手術を含む）の前に受ける患者。
治療前かつ前立腺生検前（該当する場合）に採取された血漿エクソソームRNA解析用の血液検体を提供する患者。
この指定された時点で、全血検体（約10 mL）をEDTAチューブに採取します。検体は2時間以内に処理して血漿を得、分析まで-80°Cで保存します。このタイミングにより、循環エクソソームRNAプロファイルが生検による汚染なしに腫瘍生物学を反映することが保証されます。
- 臨床的に適応がある場合に前立腺生検を受ける意思のある患者（生検は採血後に行う）。
- 研究参加について文書によるインフォームドコンセントを提供する患者。
- 年齢≥18歳。
除外基準
- ベースラインPSMA PETスキャン前に前立腺癌関連治療（ホルモン療法、放射線療法、化学療法、または手術を含む）を受けたことのある患者。
- 前立腺生検後に血液検体が採取された患者。
- 過去2年以内に他の活動性悪性腫瘍の病歴がある患者（非黒色腫皮膚癌を除く）。
- エクソソームRNA抽出および分析に適さない血液検体の質または量（例：溶血、十分な量未満<8 mL）の患者。
- 研究コンプライアンスを妨げるか、重大なリスクをもたらす可能性があると治験責任医師が判断する重度の併存疾患または状態を有する患者。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
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前立腺がんコホート
生来未治療の前立腺癌が疑われる、または組織学的に確認された1000人の患者からなる単一コホートで、ベースライン時にPSMA PETイメージングを実施する。
全患者から、治療前かつ前立腺生検前に採取した血漿エクソソームRNA解析用の血液サンプルを提供する。 このコホートは4段階のバイオマーカー研究に使用される：第1段階（発見、n=250）ではRNAシーケンシングにより候補バイオマーカーを特定；第2段階（モデル開発、n=300）ではデジタルPCRベースのシグネチャー開発；第3段階（内部検証、n=300）では連続コホートでの独立検証；第4段階（外部検証、n=150）では多施設検証を実施する。 骨転移の状態はPSMA PETにより定義される。 第2段階と第3段階のコホートは時間的および地理的に独立している。 各段階に重複して含まれる患者はいない。 |
この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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Specificity of the plasma exosomal RNA-based predictive signature for detecting PSMA PET-defined bone metastasis at a prespecified sensitivity threshold of ≥95%
時間枠：ベースライン
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説明： このシグネチャは、機械学習を用いて独立した開発コホート（第2相、n≥300、骨転移に濃縮）で連続リスクスコアとして開発されます。モデル固定後、内部検証コホート（第3相、n≥300、疾患の自然分布を反映）で単一のカットオフ値を選択し、PSMA PET/CTで定義された骨転移を検出する感度が≥95%となるようにします。主要評価項目は、そのカットオフにおけるシグネチャの特異度です。特異度が≥30%（または95%信頼区間の下限が20%を超える）であれば、臨床的有用性を支持するとみなします。 測定ツールと単位： 血漿エクソソームRNAレベル：デジタルドロップレットPCR（ddPCR）、血漿1 mLあたりの絶対コピー数で表示。 骨転移状況：PSMA PET/CT、二値（陽性/陰性）。 感度と特異度：95%信頼区間（Clopper-Pearson正確法）付きの割合。 |
ベースライン
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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血漿エクソソームRNAレベルとPSMA PET上の骨転移病変数の相関
時間枠：ベースライン
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骨転移病変の数は、PSMA PET/CTにより個別数として定量化される。
スピアマンの順位相関係数（rho）を計算し、エクソソームRNAレベルとの単調関連性を評価する。
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ベースライン
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血漿エクソソームRNAレベルと血清PSAレベル間の相関
時間枠：ベースライン
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血清PSAは、標準的な臨床検査法を用いてng/mL単位で測定されます。
スピアマン相関係数が計算されます。 |
ベースライン
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血漿エクソソームRNAレベルとPSMA PET SUVmaxとの相関関係
時間枠：ベースライン
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SUVmax（最大標準化取り込み値）はPSMA PET/CTから導出されます。
スピアマンの順位相関係数が計算されます。 |
ベースライン
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エクソソームRNAとMRI所見との関連性（探索的）
時間枠：ベースライン
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MRI所見は、PI-RADsスコア、「骨転移の疑い」または「疑いなし」に分類されます。
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ベースライン
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組織RNA発現（RNA-seq、FPKM/TPMなどの正規化カウント）と血漿エクソソームRNAレベル（ddPCR、コピー数/mL）との相関関係
時間枠：ベースライン
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利用可能なホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)または新鮮凍結腫瘍組織サンプルを有する患者において、選択されたエクソソームRNA候補（例：ロックされたシグネチャーから最も発現差のある上位2～3のRNA）のRNA発現をRNAシーケンシング（RNA-seq）で測定する。 発現レベルは、標準的なバイオインフォマティクスパイプライン（例：STAR + featureCounts + DESeq2正規化）を用いて、ノーマライズドカウント（例：転写産物100万塩基対あたりの断片数[FPKM]または転写産物100万あたりのトランスクリプト数[TPM]）として定量化される。 同じ候補の対応する血漿エクソソームRNAレベルは、デジタルドロップレットPCR（ddPCR）で測定され、血漿1mLあたりの絶対コピー数として表される。 スピアマン順位相関係数（rho）とその95％信頼区間を計算し、組織レベルと血漿レベルの関連の強さを評価する。 |
ベースライン
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機能アッセイによる主要ドライバー候補のメカニズム探索（探索的）
時間枠：ベースライン
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検証されたシグネチャーから最も有意に発現変動するRNA候補について、機能アッセイを実施する： 細胞増殖：CCK-8アッセイ（450 nmでの吸光度を測定）、またはEdUアッセイ（EdU陽性細胞の割合を測定）。 細胞遊走/浸潤：トランスウェルアッセイ（高倍率視野あたりの遊走/浸潤細胞数、5視野の平均）。 _in vivo_ 腫瘍増殖：キャリパーで測定した腫瘍体積（mm³、式（長さ×幅²）/2）。 記述統計（平均±SD、中央値［IQR］）を報告する。 |
ベースライン
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診断性能のサブグループ解析（探索的）
時間枠：ベースライン
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ロックされたシグネチャの性能（感度、特異度、陰性予測値、陽性予測値）は、以下のカテゴリごとに個別に計算される： ホルモン感受性前立腺がん vs. 去勢抵抗性前立腺がん 乏転移性（病変数3以下） vs. 多転移性（病変数3超）疾患 グリーソングレードグループ7以下 vs. 8以上 各性能指標は95%信頼区間と共に報告される。 |
ベースライン
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協力者と研究者
スポンサー
協力者
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- KY20262011-F-1
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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