Nature:全新研究为外泌体临床诊断应用提供重要依据

2015-07-09 17:00 · JimmyFrank

6月24日,Nature报道了一种基于外泌体标志物检测的新型胰腺癌诊断方法

       6月24日,美国德克萨斯大学研究者Sonia A. Melo等人在Nature发布了一篇论文,报道了他们基于外泌体标志物 所建立的一套非侵入性的胰腺癌诊断方法,这种方法可以非常精确地从良性胰腺疾病中诊断出早期癌变。虽然这项研究还需要在更大群体范围内验证,但这种新的诊 断方法已经展示出非常大的应用潜力,它可以帮助医生更准确地判断是否需要为病人进行手术。
  这套诊断方法主要依靠检测一种锚定在 血液中外泌体质膜上的磷脂酰肌醇聚糖-1(glypican-1,GPC1)来实现诊断效果。研究者从胰腺癌病人血清中分离得到的外泌体中发现了这种糖蛋 白,但是在其他良性胰腺疾病及正常人的血液中分离的外泌体中,GPC1的含量非常低。数据表明,这项检测比传统的ELISA检测糖抗原 19-9(CA19-9)更为可靠。实验中,约有一半的非癌症病人体内CA19-9水平也很高,但是没有任何一个病人体内出现GPC1+外泌体,而且还有 很多癌症病人的CA19-9水平没有超过对照水平。另外,在胰腺癌小鼠模型中,研究者在肿瘤出现之前就通过检测GPC-1得到了阳性结果。

利用外泌体GPC1对胰腺癌进行诊断示意图

       之前已有研究发现胰腺癌细胞中GPC1会出现过表达,且过表达的GPC1会促进肿瘤增殖和迁移。Melo和同事最新发现表明,细胞分泌到血液中的循环外泌 体也存在GPC1,并且对其作为诊断标志物的可能性进行了严格评估,获得了较好效果。这项研究首次证明,在血清中的循环外泌体可以作为一种特殊标志物用于 诊断癌症。不过需要注意的是,如果不对外泌体进行富集,直接检测血清中GPC1的效果并不比检测CA19-9更有效,GPC1的诊断效果需要非常好的外泌 体富集手段作为支持。  外泌体广泛存在于多种体液中。在最近十年的研究中发现,外泌体因其特殊性,具有成为多种疾病诊断标志物的潜力。但是直到 现在,人们才在外恶性疾病或肿瘤中发现外泌体或外泌体标志物过表达的证据。最近发布的关于肺癌和胰腺癌病人血液中外泌体分析,已经能够分别达到75%和 90%的特异性。但是,这两项研究分别是在芯片上混合检测30个蛋白或5个蛋白和4个miRNA。这些检测的可靠性比较低,而且比较复杂。
  而Melo和他的同事们则首先用少量血清进行超速离心,再用携带有GPC1抗体的磁珠进行进一步富集,最后用流式细胞仪进行分析。这种方法更适合在临床实验 室中作为常规检测流程进行推广。另外,研究者们还发现,携带有GPC1抗体的磁珠在捕获GPC1的同时还可以富集到肿瘤中的突变mRNA,这也为后续分析 肿瘤发生的具体原因提供了方便。
  比较遗憾的是,这项技术似乎对胰腺癌以外的癌症并没有效果。研究者对乳腺癌病人体内的外泌体GPC-1也进行了检测,但是结果并足以对乳腺癌做出可靠判断,但研究者认为乳腺癌病人外泌体中GPC-1表达水平应该还可以为进一步研究提供一些数据支持。
   Melo和他的同事们在这项研究中是使用超速离心富集外泌体的,这种方法最终富集到的成分有GPC1+的外泌体,但也会富集到其他一些颗粒物、脂蛋白及 核酸分子。因为GPC1是一种锚定在质膜上的蛋白,它会进入细胞所分泌的外泌体中,但是研究者并没有展示出外泌体分泌细胞的诊断价值,这或许也是值得研究 者进一步探索的内容,毕竟对于诊断来说,GPC1的来源是最为重要的。

    相关文献:
Théry C. Cancer: Diagnosis by extracellular vesicles[J]. Nature, 2015.

Melo S A, Luecke L B, Kahlert C, et al. Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer[J]. Nature, 2015.


关键词: 外泌体