Small Structures:细胞外囊泡在癌症检测中的应用

随着人口老龄化程度的逐渐加剧,恶性肿瘤已经成为严重危害人群健康的主要公共卫生问题之一,近几十年中恶性肿瘤的发病率呈逐渐上升趋势。通过早期检测及适当的治疗,可以极大提高患者的治愈率和生活质量。液体活检(liquid biopsy)以其非侵入性、实时性、便捷性等优势在过去几十年中受到了广泛的关注。其中,基于细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)的液体活检被认为有望解决传统癌症筛查存在的困难,成为癌症检测领域技术革新起点。

细胞外囊泡是一种由细胞分泌的具有双层膜结构的不可复制的颗粒。根据直径与来源,细胞外囊泡可以被分为:凋亡小体(apoptotic body)、微囊泡(microvesicle)及外泌体(exosome)。癌细胞分泌的细胞外囊泡被证明可以携带癌细胞来源的特异性蛋白及核酸分子。因此,通过检测癌细胞分泌的细胞外囊泡,不仅可以提示肿瘤组织的存在与类型还可以提供与癌细胞的基因突变位点有关的生物学信息。相比于循环肿瘤细胞(CTC)检测,细胞外囊泡在外周血中有更高的浓度并且可以在癌症早期就被检测到。另一方面,由于细胞外囊泡的双层膜结构,其包裹的DNA、RNA、蛋白质等物质不易被外周血中的酶降解。因为这些原因,细胞外囊泡有望成为新一代的肿瘤诊断标志物。

有鉴于此,爱丁堡大学陈献峰和香港城市大学张文军团队以及合作者系统地综述了基于细胞外囊泡的肿瘤检测的最新进展。

图1:细胞外囊泡在癌症检测中的应用

图2:不同细胞外囊泡检测方法在各种癌症诊断中的应用

作者首先综述了细胞外的生物起源及细胞外囊泡在肿瘤发生发展过程中起到的作用,着重介绍了从细胞内吞到囊泡分泌的一系列生物学变化,并介绍了在肿瘤组织中细胞外囊泡不同于正常组织的生物学功能。之后作者总结了用于癌症检测的代表性的细胞外囊泡标志物,及其在检测不同类型癌症中的应用,并比较了其与传统检测方法的准确性差异。接下来作者对于目前的细胞外囊泡的检测方法进行了综述并且讨论比较了不同检测方法的优势诸如灵敏度,特异性,简便性、及成本。最后,作者对基于细胞外囊泡的活体检测所面临的机遇与挑战进行了阐述。目前基于细胞外囊泡的检测大多停留在实验室阶段,需要大规模临床试验来验证各种新兴检测技术在临床实践中的实用性及可靠性。此外,基于细胞外囊泡的生物学功能的争议亟需进一步的研究。

论文作者包括爱丁堡大学薛宇翔、冯雪、范先锋、陈献峰;香港城市大学朱光宇、张文军;利兹大学 James McLaughlan

论文信息

Extracellular Vesicles for the Diagnosis of Cancers

Yuxiang Xue, Xue Feng, Xianfeng Fan, Guangyu Zhu, James McLaughlan, Wenjun Zhang*, Xianfeng Chen*

Small Structures

DOI: 10.1002/sstr.202100096

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202100096