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Adv Sci丨細(xì)胞外囊泡的高通量分析用于卵巢癌早期檢測

由于缺乏針對早期病變的特異性生物標(biāo)志物,并且這些標(biāo)志物的水平較低,因此通過液體活檢檢測早期癌癥一直是一個難點。來自美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻省總醫(yī)院的研究人員針對輸卵管內(nèi)的前驅(qū)病變的高級別漿液性卵巢癌(HGSOC),系統(tǒng)地開發(fā)了一種基于細(xì)胞外囊泡(EV)的早期檢測方法。該方法成功實現(xiàn)了少量的輸卵管來源EV的檢測,并獲取了5種EV生物候選物,將HGSOC與非癌區(qū)分開來,得到了89%的靈敏度和93%額特異性;也實現(xiàn)了將非癌、早期HGSOC和晚期HGSOC區(qū)分開來。該研究支持了EV在早期癌癥檢測中的潛在應(yīng)用。相關(guān)內(nèi)容以“Inaugurating High-Throughput Profiling of Extracellular Vesicles for Earlier Ovarian Cancer Detection”為題于7月23日在線發(fā)表在國際綜合性學(xué)術(shù)期刊Advanced Science雜志上。

研究設(shè)計示意圖。高級別漿液性卵巢癌(HGSOC)被認(rèn)為起源于輸卵管(FT)內(nèi)的前驅(qū)病變。因此,來自FT前驅(qū)病變的循環(huán)EV可以作為早期HGSOC生物標(biāo)志物。在本研究中,研究人員確定了FT特異性的EV標(biāo)記物,并在HGSOC患者的血液樣本中進行了檢測,分析了FT衍生EV的表面標(biāo)記物在區(qū)分早期(I期和II期)和晚期(III期和IV期)HGSOC患者的可用性。

 

 

循環(huán)生物標(biāo)志物的分析(或稱為液體活檢)在癌癥診療中成為一種新的策略,使臨床醫(yī)生能夠通過微創(chuàng)和可重復(fù)的測試來檢測和監(jiān)測疾病。循環(huán)生物標(biāo)志物檢測潛力已得到證明,特別是在檢測晚期癌癥患者方面。然而,將液體活檢擴大到早期癌癥診斷中則面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)。這是因為,關(guān)于早期病變的特異性生物標(biāo)志物的信息很少,這些標(biāo)志物的水平可能在循環(huán)中很低。卵巢癌(ovarian cancer,OvCa)是最致命的婦科疾病,同樣需要早期生物標(biāo)志物的檢測。在一項大型、多年的篩查試驗中,傳統(tǒng)的血液檢測(如CA125)和影像學(xué)檢查未能顯示出生存優(yōu)勢,主要是因為最常見的OvCa亞型——高級別漿液性卵巢癌(high-grade serous ovarian carcinoma,HGSOC),通常在原發(fā)部位擴散后才能檢測到。這一事實強調(diào)了改進檢測方法和基于腫瘤進化的更好的標(biāo)記物選擇的必要性。

 

越來越多的生物學(xué)和臨床數(shù)據(jù)支持,大部分HGSOC起源于遠(yuǎn)端輸卵管(fallopian tube,F(xiàn)T)內(nèi)的前體病變。晚期HGSOC患者常伴有漿液性輸卵管上皮內(nèi)癌(serous tubal intraepithelial carcinoma,STIC)病變,與腫瘤中發(fā)現(xiàn)的TP53突變相同。統(tǒng)計研究表明,近60%的上皮性HGSOC起源于輸卵管。通過對FT前體病變的分子標(biāo)記進行探索和揭示,將為早期HGSOC診斷提供了前景。

 

近年來,一個有吸引力的生物標(biāo)志物分析目標(biāo)是細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡(EVs)。EV反映了腫瘤細(xì)胞的分子載貨,并在附近的體液中循環(huán)。因此,分析EV可以代表一種實時、微創(chuàng)的方式來檢測和監(jiān)測腫瘤分子狀態(tài),包括前驅(qū)病變,如STICs。腫瘤相關(guān)的EVs已經(jīng)被證明是OvCa生物標(biāo)志物的有效替代物,用于腫瘤檢測和治療監(jiān)測。然而,大多數(shù)研究主要分析了晚期腫瘤,這使EV標(biāo)記物偏向于晚期臨床表現(xiàn)。可以想象,早期HGSOC病變可能具有不同于晚期腫瘤或細(xì)胞培養(yǎng)條件下的分子特征——識別和驗證這種EV特征對于提高早期腫瘤診斷至關(guān)重要。

 

在這項研究中,研究人員開發(fā)了基于EV的血液檢測早期(或小體積的)HGSOC檢測。研究人員特別認(rèn)為,來自前驅(qū)病變的EV可以在血液中被識別出來,作為侵襲前或早期HGSOC的循環(huán)生物標(biāo)志物(如示意圖所示)。為了驗證這一假設(shè),研究人員采用了雙管齊下的方法——開發(fā)了一種高通量EV測定方法,稱為SAViA(Signal Amplifying Vesicles in Array,信號放大囊泡芯片),并首次對來自輸卵管的EV進行了已知的分析。結(jié)果顯示,結(jié)合EV物理吸附和酪胺輔助信號增強技術(shù),SAViA分析方法的分析靈敏度比傳統(tǒng)免疫分析方法提高了1000倍以上,能夠在便于使用的微孔板(386孔)中檢測到少量EV(≈600個囊泡)。

 

通過建立具有致癌突變的FT細(xì)胞,并通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析其EV,研究人員鑒定了HGSOC特異性EV標(biāo)記物。隨后,在模擬腫瘤發(fā)生、進展和轉(zhuǎn)移的原位HGSOC小鼠模型中對這些標(biāo)記物進行連續(xù)監(jiān)測。SAViA實驗顯示,在連續(xù)抽取的荷瘤小鼠血液中,表達HGSOC標(biāo)記的EV隨著腫瘤的發(fā)生而增加,這支持了EV在早期癌癥檢測中的潛在應(yīng)用。在隨后的臨床樣本(n = 51)的初步研究中,研究人員進一步完善了HGSOC-EV特征標(biāo)志物(包括CD24、EpCAM、HE4、TNC、VCAN),實現(xiàn)了89%的診斷敏感性和93%的特異性。同樣的5個標(biāo)志物也有效地將3個臨床不同的組分為非癌(n = 14)、早期HGSOC (I期,II期;n = 17)、晚期HGSOC (III期,IV期;N = 20),在區(qū)分早期HGSOC與其他HGSOC的特異性為0.91。因此,該方法首次應(yīng)用于輸卵管源性EVs,可能成為一種微創(chuàng)工具,用于監(jiān)測卵巢癌高危女性,以便及時進行疾病干預(yù)。

 

參考文獻:Inaugurating High-Throughput Profiling of Extracellular Vesicles for Earlier Ovarian Cancer Detection. Adv Sci (Weinh). 2023 Jul 23:e2301930.

文章轉(zhuǎn)載自外泌體之家

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