作者：韓揚(yáng)眉發(fā)布日期：2019-02-22
癌癥的發(fā)生總是“悄無聲息”，當(dāng)真正被醫(yī)生確診時，也許患者早已病入膏肓。如果簡單驗(yàn)個血就能解密癌癥的“個性特點(diǎn)”，早日將癌癥扼殺在萌芽之中，那該有多好！
日前，中科院國家納米中心研究員孫佳姝團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一套高“性價比”的癌癥篩查方法：只需1微升血清（通常采血管采血量的1/5000），通過對其中細(xì)胞外囊泡的檢測，就可在20分鐘內(nèi)對6種癌癥進(jìn)行早期篩查，同時也能較為準(zhǔn)確地對癌癥進(jìn)行分類。
近年來，研究發(fā)現(xiàn)血液及其他體液中含有癌癥來源的物質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)疾病的分子鑒定，有助于早期診斷、準(zhǔn)確預(yù)測、個性化治療以及疾病監(jiān)測，這些物質(zhì)主要包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs）， 腫瘤細(xì)胞外囊泡（EVs）,循環(huán)腫瘤DNA等。
“它們特指從原發(fā)腫瘤細(xì)胞脫落進(jìn)入外周血液循環(huán)的生物標(biāo)志物。”孫佳姝告訴《中國科學(xué)報》記者。
這種檢測方法被稱為腫瘤液體活檢技術(shù)。孫佳姝介紹，該技術(shù)不僅可以用于某些類型實(shí)體腫瘤的早期診斷，而且能夠監(jiān)測腫瘤復(fù)發(fā)，評估療效，具有標(biāo)本易獲得、創(chuàng)傷性小、非侵入性、可反復(fù)采集等優(yōu)勢。
作為液體活檢標(biāo)志物中的“后起之秀”，“腫瘤細(xì)胞外囊泡”是腫瘤細(xì)胞分泌到胞外環(huán)境的具有膜結(jié)構(gòu)的囊泡，直徑在30-1000 nm之間。
“癌細(xì)胞與正常細(xì)胞所分泌的EV呈現(xiàn)出不同膜蛋白特征，而這些特征差異就可以用于癌癥的篩查與診斷。”孫佳姝表示，相較于循環(huán)腫瘤細(xì)胞和循環(huán)腫瘤DNA來說，腫瘤細(xì)胞外囊泡有著很大的優(yōu)勢，比如在血液中的含量豐富，其分析不需要采集大量血液。此外由于膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)，外泌體膜蛋白在長期冷存的血液中依然能夠被分離和檢測出來。
然而，理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。將EV分析檢測廣泛應(yīng)用于臨床并不容易。過去的臨床應(yīng)用中，操作者需要長時間的超速離心從血液中提取EV，不僅如此，還容易受到共沉淀的雜蛋白影響。而后續(xù)膜蛋白分析手段，如酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)、蛋白免疫印跡和質(zhì)譜等，過程復(fù)雜繁瑣，成本高耗時長，且需要專業(yè)技術(shù)人員操作。
“如何在高背景血清或血漿樣本中分離提取尺寸較小的EVs，如何提高EVs檢測方法的靈敏度，是現(xiàn)有EVs腫瘤液體活檢技術(shù)面臨的重大挑戰(zhàn)。”孫佳姝說，現(xiàn)在迫切需要一種更加簡單、快速、廉價的EV分析檢測手段。
孫佳姝課題組經(jīng)過近十年的技術(shù)積累，找到“妙招”，成功實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)平臺向癌癥篩查的成功轉(zhuǎn)型。
研究人員首先利用熒光標(biāo)記的核酸適體特異性識別EVs表面腫瘤相關(guān)膜蛋白，也就是在腫瘤細(xì)胞上打上“烙印”；接著，研究人員使用了“熱泳”技術(shù)，通過激光照射微流控芯片后，產(chǎn)生溫度梯度，誘導(dǎo)30-1000 nm的EVs快速匯聚至芯片中央，可富集1400倍，而游離的核酸適體或蛋白仍保持分散狀態(tài)。EVs匯聚后，使用熒光顯微鏡讀取結(jié)合在EVs上的核酸適體信號，從而獲得EVs膜蛋白組學(xué)信息。
最后，研究人員取60份癌癥患者與10份健康對照的血清樣本，對每份樣本進(jìn)行7種抗原體多靶標(biāo)檢測，用檢測結(jié)果訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法，發(fā)現(xiàn)靈敏度與特異性都接近100%。
“利用極少量樣本實(shí)現(xiàn)早期癌癥靈敏度高檢測（I期95%），并首次通過EVs進(jìn)行癌癥分類。”孫佳姝表示，不久的將來，這有望成為體檢或醫(yī)院常規(guī)的癌癥篩查手段，醫(yī)生只需要取出某種體液（例如血液），并對其中的EVs進(jìn)行分析即可，以對患者造成更小創(chuàng)傷的方式，對疾病做出診斷。
下一步，他們希望拓展當(dāng)前平臺，實(shí)現(xiàn)膜內(nèi)蛋白與核酸的檢測，使之成為通用的EV檢測平臺。
來源：科學(xué)網(wǎng)
