细胞外囊泡(EVs)是细胞分泌的纳米级膜囊泡,携带 DNA、RNA、蛋白质等生物信息,广泛存在于血液、唾液、尿液、泪液等体液中。EVs 凭借独特的生物学特性,在细胞间通讯中扮演关键角色,参与免疫调节、细胞增殖、分化等重要生理过程,同时与多种疾病的发生、发展密切相关,在疾病的早期诊断、治疗监测、靶向治疗以及预后评估等方面展现出巨大的应用潜力,因此成为生命科学和医学领域的研究热点。
尽管 EVs 相关的科学研究取得了显著进展,但目前行业的发展仍面临诸多挑战。在基础研究方面,虽然已经认识到 EVs 具有重要的生物学功能,但尚未明确其具体的形成机制、分类标准以及不同亚型 EVs 的功能差异等。在技术层面,缺乏统一、标准化的样本采集、分离、鉴定和分析方法,这使得不同研究之间的结果难以比较和整合,限制了 EVs 研究成果的临床转化。此外,EVs 作为疾病生物标志物的筛选和验证过程复杂,面临着灵敏度和特异性不足等问题。
为了应对这些挑战,推动 EVs 研究从基础走向临床应用,中国抗癌协会肿瘤标志物专业委员会外泌体与微囊泡学组(CSEMV)的专家们在 2018 年发布的《外泌体转化研究与临床实践的中国专家共识》基础上,结合近年来 EVs 领域的最新研究成果和发展趋势,重新梳理和总结相关知识,于近期发布了《细胞外囊泡在液体活检中的临床应用共识》。这是全球首个系统性规范 EVs 从分离、表征到临床应用全流程的指南,推动其从实验室向临床的跨越,赋能精准医疗,助力构建“早筛-诊断-治疗”闭环!
纳米流式检测技术(nFCM)被共识列为EV单颗粒分析的金标准(图1),其技术意义远超传统方法:
图1. EV单颗粒分析技术
01 高灵敏度检测
突破光学检测极限,可通过散射直接检测到直径低至 40 nm 的 EVs,大大提高了对微小囊泡的检测能力,这对于研究低丰度 EVs 或检测疾病早期的微弱变化具有重要意义,有助于发现更多潜在的生物标志物,提高疾病诊断的准确性和早期检出率。
02 多参数表征
可以同时对 EVs 的粒径、浓度、表面及腔内蛋白甚至核酸进行快速分析,单次检测即可获取更全面的信息。通过精确测量粒径分布和浓度,能够更准确地评估 EVs 的质量和数量变化;对蛋白和核酸的分析则有助于区分不同亚型的 EVs,深入了解其功能和来源,为研究 EVs 在细胞间通讯和疾病发生发展中的作用提供关键数据支持。
03 临床落地
nFCM 已应用于结直肠癌、前列腺癌、肺癌、卵巢癌、鼻咽癌等 EV 标志物研究,共识的背书将推动其临床落地。
早期诊断:鼻咽癌血浆 EVs 的 5 种蛋白标志物诊断准确性提升至 96.3%;(参见往期文章:厦大团队揭秘如何通过 EVs 区分癌症和炎症)
图2. 鼻咽癌早期诊断
动态监测:新冠感染者血浆 EVs Spike 和 CD31 蛋白的动态变化预测免疫治疗响应;(参见往期文章:热点 | 血清外泌体及时响应 COVID-19 感染)
图3. 动态监测新冠感染者外泌体 Spike 和 CD31 蛋白图3. 动态监测新冠感染者外泌体 Spike 和 CD31 蛋白
预后评估:结直肠癌患者术后血浆 EVs CD147 水平下降。
图4. 结直肠癌术后监测
未来展望
随着该共识和纳米流式检测技术的应用,我们有理由相信液体活检将迈入“单囊泡级精准诊疗”时代!基于共识制定的标准化工作流程和 nFCM 的单囊泡检测能力,能精准识别更多疾病相关的 EVs 生物标志物,实现癌症、神经系统疾病等多种疾病的早期诊断和病情的动态监测,提升疾病诊断的准确率。同时,在治疗方面,EVs 作为药物载体的潜力将被充分挖掘,结合 nFCM 对药物载体质量的把控,推动个性化治疗方案的发展,在提高治疗效果的同时降低副作用。此外,将促进科研机构、高校和企业间的深度合作,形成完整的 EVs 研究产业链,加速相关科研成果转化为实际临床应用。未来,EVs 研究与应用将更加规范、高效,为人类健康事业提供更多创新解决方案,带来更多福祉。
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