新方法快速捕捉-显示单个细胞外囊泡的生物标志物 加速液体活检/癌症诊断

在《Small》杂志上发表的一项研究中，罗切斯特大学（University of Rochester）的研究人员概述了一种使用超薄膜轻松识别细胞外囊泡的新方法，被称为液体活检的捕捉和显示（CAD-LB），有望快速、经济地诊断癌症，并评估用于治疗疾病的疗法的进展。

　　

细胞外囊泡（EVs）是从细胞中释放出来的促进细胞间通讯的颗粒，被释放到每个人的血液、唾液和其他体液中，其中包含来自其原始细胞的蛋白质和遗传物质，可以从中获取有关细胞状态的信息，具有巨大的诊断和治疗潜力。科学家们一直尝试寻找快速经济有效的方式来利用细胞外囊泡的诊断和治疗潜力。批量分析缺乏检测与疾病相关的罕见EV亚群的灵敏度；单一EV分析技术弥补了这一点，但它们往往又受限于复杂检测方案和价格高得令人咋舌的仪器。

为了解决这些问题，罗切斯特大学（University of Rochester）的研究人员提出了一种用于细胞外囊泡（EVs）表征的微流体技术，称为“液体活检捕获和显示（CAD-LB）”。在这种方法中，用移液管注入经过最低限度处理的样品，用一种超薄膜的纳米孔中捕获荧光标记的ev。这使得通过光学显微镜快速评估EV数量和生物标志物共定位成为可能。在这里，纳米粒子被用来定义计数和共定位的精度和动态范围。然后对血浆中纯化的细胞外囊泡（EVs）和未纯化的细胞外囊泡（EVs）进行相同的评估。使用CD9和Western blot分析验证生物标志物检测，确认CAD-LB能够准确报告相对蛋白表达水平。使用未经处理的条件培养基和细胞因子刺激内皮细胞后，CAD-LB能够捕获预期中的细胞外囊泡相关ICAM-1的增加。最后，为了证明CAD-LB的临床潜力，在接受免疫检查点阻断治疗的膀胱癌患者的血浆中成功检测到指示免疫治疗反应性的细胞外囊泡生物标志物。研究结果发表在《Small》杂志上。

该团队开发的超薄膜，其孔径正好可以捕捉细胞外囊泡。一旦采集了血液样本可以迅速用移液管注射到膜上，然后在显微镜下直接分析。通过计算被评估疾病的生物标志物发光的毛孔数量，用户可以快速估计疾病在体内的流行程度。除了概述CAD-LB方法外，该研究还证明了该方法识别细胞外囊泡上关键免疫调节蛋白的能力。这些蛋白质在帮助身体对抗肿瘤方面发挥着重要作用，并且可以预测患者对免疫疗法的反应。

“通过在血液或其他体液样本中寻找这些细胞外囊泡和它们携带的生物标志物，你可以找到重要的线索，表明身体有问题，”生物医学工程教授、该研究的负责人James McGrath说。“这个想法已经存在了一段时间，但以前需要许多纯化步骤才能将细胞外囊泡与生物流体的其他成分分离开来。CAD-LB更简单、更快速，这使其具有更复杂方法所缺乏的临床应用潜力。”

“CAD-LB目前足够敏感，可以检测到一些处于可治愈阶段的癌症，这表明该技术在癌症筛查方面具有潜力，”合著者Jonathan Flax说，他是罗切斯特大学医学中心泌尿外科的研究助理教授。“它也可以用来预测患者对免疫疗法的特异性选择，这种疗法指导免疫系统靶向并消除癌细胞。”