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这篇综述聚焦于脑源性细胞外囊泡（BDEVs）在神经退行性疾病（ND）中的作用。BDEVs 可穿越血脑屏障进入外周生物流体，其携带的分子信息能反映大脑状态，有望用于 ND 的早期诊断、患者分层和病情监测，但目前仍面临诸多挑战。
神经退行性疾病与早期诊断的需求
神经退行性疾病（NDs）是一类慢性、使人衰弱的疾病，会逐渐损害大脑功能，导致不可逆的神经元变性和细胞死亡。世界卫生组织指出，NDs 是全球数百万人患病和残疾的主要原因，给公共卫生和医疗系统带来沉重负担。像阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等常见 NDs，都与蛋白质错误折叠和聚集密切相关。
目前可用的药物只能缓解早期症状，虽然单克隆抗体在 AD 治疗方面有进展，但 NDs 诊断的主要瓶颈在于确诊时间晚，诊断标准难以明确，这不仅延误治疗，还限制了患者参与临床试验。因此，除了研发延缓疾病进展的治疗方法，以早期诊断、筛查和监测治疗效果为核心的策略也至关重要。
近年来，细胞外囊泡（EVs）作为纳米级分析物受到越来越多关注。EVs 是一类高度异质的生物脂质纳米颗粒，由亲代细胞的内体膜向内出芽形成，通过胞吐作用释放到细胞外空间。EVs 在细胞间传递和共享大量分子信息，包括蛋白质、核酸和代谢物等生物活性分子，保护它们不被降解并传递到靶细胞，在免疫激活、凝血、废物清除和组织再生的免疫调节等生理过程中发挥着重要作用。同时，其在包括 NDs 在内的许多病理状态的发展和传播中的作用也日益受到重视。
BDEVs：外周液体中大脑状态的 “镜子”
BDEVs 参与大脑中神经元和神经胶质细胞（星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞）之间的复杂相互作用。在生理条件下，BDEVs 有助于维持髓鞘形成、促进突触可塑性，并为神经元提供营养支持，还参与神经保护和炎症调节，通过传递功能性蛋白质和遗传信息影响接收细胞的表型和状态。
几乎所有类型的脑细胞都会分泌 EVs，其组成会因细胞类型和生理病理状态而异。因此，BDEVs 含有膜结合和跨膜生物分子等分子标记，可用于追踪其来源细胞。例如，神经元来源的 BDEVs 含有 N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体 2A 型（NMDAR2A）等标记，星形胶质细胞来源的则含有谷氨酸转运体等标记 。
此外，易聚集蛋白（如 α - 突触核蛋白（α - syn）、Aβ42和 tau 蛋白）可被包裹在 BDEVs 微环境中。正常情况下，BDEVs 可能是清除有毒蛋白质构象的 “废物处理” 工具，但这一作用和机制仍存在争议。近期研究表明，BDEVs 在 ND 病理过程的维持和进展中也有积极作用，它能促进大脑中有毒蛋白质寡聚体和聚集体的传播，进而导致神经毒性。比如，在 ND 相关炎症过程中，小胶质细胞会通过高分泌与磷酸化 tau（p - tau）相关的 BDEVs，在脑细胞间传播有毒 tau 构象。不同类型细胞来源的 BDEVs 中，易聚集蛋白的分布也有所不同，α - syn 和 p - tau 主要存在于神经元和少突胶质细胞来源的 EVs 中，Aβ42则在神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞来源的 EVs 中都有发现，而 TAR DNA 结合蛋白 43（TDP - 43）仅在神经元来源的 EVs 中被观察到 。同时，BDEVs 的脂质组也会因 NDs 发生变化，如在 AD 中，BDEVs 中某些影响蛋白质聚集的脂质（如单唾液酸神经节苷脂 1 和神经酰胺类似物）会增加。
BDEVs 在神经退行性进展和蛋白质聚集机制中的潜在作用
深入了解 BDEVs 在疾病进展中的潜在作用，有助于其作为分析工具的临床转化。目前研究显示，BDEVs 在生理和病理条件下的作用具有两面性。正常情况下，寡聚蛋白会被溶酶体酶降解，防止异常积累和细胞损伤，EVs 也可作为清除途径，包裹并清除抗降解的有毒蛋白质构象。但随着疾病进展，这一机制可能失衡并产生不利影响，促进病理蛋白质在大脑中的传播 。例如，AD 患者的 BDEVs 会与有毒的寡聚 Aβ 共定位，并将其转移到神经元之间，对受体细胞产生后续毒性作用。
BDEVs 在 tau 蛋白运输中也有作用，不过其在 AD 患者 tau 病理中的实际贡献因 tau 含量低而受到质疑。研究发现，BDEVs 可在小鼠中通过靶向特定中间神经元传播 tau 病理，且这种作用比生理水平的 tau 寡聚体或原纤维更强。不同 tau 病（如 AD、进行性核上性麻痹（PSP）和皮克病（PiD））来源的 BDEVs 中，总 tau 含量虽无显著差异，但 AD 来源的 EVs 具有更高的播种活性，这表明 tau 在不同 tau 病发病机制中的作用有所不同。
从机制上讲，tau 病细胞间传播的关键未解问题是 tau 种子如何从 EVs 中释放、进入胞质 tau 并诱导 tau 聚集。研究发现，降解细胞器是 EVs 运输的 tau 片段与细胞内 tau 相互作用的关键位点，宿主细胞的酸性区室（如内体、溶酶体和内溶酶体）在 tau 的致病性中起重要作用。在 AD 中，溶酶体介导的内体和 EV 膜通透性改变，可使 tau 种子逃逸到胞质中，与胞质 tau 相互作用促进聚集。
BDEVs 不仅运输有毒蛋白质构象，还可能影响蛋白质聚集。大多数易聚集蛋白（如 Aβ、α - syn 和 tau）都能与脂质膜相互作用，这种相互作用对蛋白质聚集的影响取决于蛋白质 - 脂质化学计量比和相互作用强度等关键参数。不同研究中，BDEVs 对 Aβ42聚集的影响不同，有的加速，有的抑制。对于 α - syn，有研究表明多种来源的 EVs 可加速其聚集。在肌萎缩侧索硬化症（ALS）体外模型中，错误折叠的 TDP - 43 在轴突释放的 BDEVs 中富集，且其存在会增加对受体细胞的毒性。增强 EV 分泌可改善体外和体内额颞叶痴呆（FTD）/ALS 模型的神经病理特征，而抑制 EV 释放则会加重 ALS 小鼠模型的症状，这表明 EVs 可清除细胞内错误折叠的 TDP - 43，避免其积累。
结构生物学方法的进展揭示了 BDEVs 中淀粉样原纤维的位置和结构。例如，研究发现 AD 患者来源的 BDEVs 内腔中存在 tau 淀粉样原纤维，其长度比神经原纤维缠结中的短，这进一步证实了 BDEVs 在朊病毒样传播中的作用。但总体而言，BDEVs 在调节聚集过程和影响 ND 发展中的作用仍有待深入研究。
BDEVs 作为体液中生物标志物的诊断潜力
尽管 BDEVs 在 NDs 中的作用尚未完全阐明，但其诊断潜力已得到探索。BDEVs 能穿越血脑屏障并在周围液体中循环，作为微创工具监测大脑状况备受关注。其独特的分子标记（包括跨膜生物分子和易聚集蛋白）可反映其来源细胞的生理病理状态，有望成为液体活检工具，用于监测 NDs 的发生和进展，减轻当前侵入性和昂贵检测程序的负担。
目前，NDs 的诊断和随访依赖于症状评估、神经认知测试和成像技术（正电子发射断层扫描（PET）和磁共振成像（MRI））的复杂组合。在检测 BDEVs 携带的易聚集蛋白方面，脑脊液（CSF）因靠近大脑常被选为研究 NDs 的生物流体，但检测特定分析物（如 α - syn 淀粉样原纤维）时灵敏度不足，且采样具有侵入性，还可能受到血液污染。因此，人们开始研究其他生物流体。除了研究较多的人类血浆，唾液在检测 PD 患者 BDEVs 中较高水平的寡聚 α - syn（和 p - S129α - syn / 总 α - syn）方面展现出潜力，尿液也是 ND 诊断的有前景的 EV 来源，其 EVs 与 PD 严重程度和认知障碍相关，且与较高水平的 Aβ42和 p - S396 - tau 有关 。不过，唾液和尿液中 BDEVs 的研究还较少。
从体液中分离出特定 BDEVs 亚群后，分析其关键物理化学性质（如浓度、大小分布、表面或腔内成分的丰度），可揭示潜在生物标志物（尤其是特定神经元细胞来源的易聚集蛋白）的相对丰度，为疾病进展和患者分层提供潜在信息。
多项研究证明了 BDEVs 中易聚集蛋白在监测 ND 进展方面的潜力。例如，有研究开发了一种基于传感器的多重免疫分析方法，可直接从人血浆中实时检测 AD 相关的多种 BDEVs 生物标志物，发现 AD 患者神经元来源的 BDEVs 中神经节苷脂 GM1 和 Aβ 的丰度增加，且 GM1 与 Aβ 的共富集表明 GM1 在淀粉样蛋白形成中起作用 。还有研究表明，血液血清中与 BDEVs 相关的 Aβ 水平的逐渐增加与 AD 进展相关，血浆 BDEVs 中 Aβ42水平与认知障碍、皮质淀粉样沉积和内嗅体积减少相关 。此外，在 FTD 或 ALS 患者的血浆 EVs 和 L1 细胞粘附分子（L1CAM）阳性 EVs 中，TDP - 43 和 tau 水平升高，与疾病严重程度的临床和神经心理学指标相关。
BDEVs 还可用于 NDs 的分层和鉴别诊断。例如，通过超分辨率显微镜和定量纳米级流式细胞术，结合免疫标记，可区分 AD 患者与健康对照以及其他神经退行性疾病（如 PD）患者 。在 PD 研究中，一种基于免疫磁还原的检测方法发现，PD 患者血浆中总 α - syn BDEVs 水平低于对照组，且通过比较不同 EV 亚群中 α - syn 水平，可区分 PD 和多系统萎缩（MSA）。
BDEVs 的分离和表征要求
要充分发挥 BDEVs 的潜力，需要在分离和表征方法上取得重大进展，以满足临床常规分析的实际使用标准，包括操作简便、高通量可扩展性和可持续成本等。EVs 具有多种物理化学性质（分子组成、大小和表面性质），且即使在同一样本中分布也不均匀，这给从体液中一致地分离 EVs 和进行分析表征带来了巨大挑战。
目前既有批量分析方法，也有粒子技术，这些方法可协同解决 EVs 的异质性问题。但要实现临床转化，需要在大型样本队列中平衡先进的分析性能、可重复性和成本效益的工作流程。
分析体液中的 BDEVs 及其相关易聚集蛋白面临更多挑战。BDEVs 在循环 EVs 中占比很小，且只有部分循环 BDEVs 可能反映特定病理状况。BDEVs 中易聚集蛋白浓度低，其表面和腔内含量的贡献及意义也不明确，这使得分析更加复杂，因此需要高灵敏度甚至超高灵敏度的分析方法。
现有的生物分析方法（如免疫分析、传感器技术和显微镜技术）在推进 EVs 的分析和表型理解方面取得了进展，但目前缺乏或不完善用于评估检测 BDEVs 中易聚集蛋白的分析方法性能（如检测限（LoD）和定量限（LoQ））的标准化框架，这阻碍了对现有技术进行一致的比较，因此该领域需要更统一和广泛接受的基准协议。目前大多数平台是针对检测和定量特定可溶性蛋白质标记优化和验证的，而非 EV 相关分析物。不过，由于 BDEVs 在神经诊断中的潜在益处，其在该领域的应用日益增多。种子扩增分析（SAAs）可检测有毒蛋白质物种，在蛋白质病诊断方面取得了重要进展，有望应用于临床，该方法已在 PD 患者血液样本的 BDEVs 中检测到错误折叠的 α - syn。
结论与展望
循环在生物流体中的 BDEVs 具有反映其细胞来源的生物分子条形码，且与易聚集蛋白相关，可能在 NDs 的传播中发挥作用。因此，分析 BDEVs 的易聚集蛋白和其他相关特性，有助于了解大脑的病理生理过程，为 NDs 的疾病机制、进展、分层和早期诊断提供有价值的信息。
然而，要将 BDEVs 作为外周液体中的 “大脑镜像生物标志物” 充分发挥潜力，仍面临诸多挑战。BDEVs 复杂的物理化学特性是一把双刃剑，一方面能提供分析神经病理变异性所需的丰富信息，另一方面要充分实现其潜力，需要高效地分离和表征 BDEVs，而这仍是一个有待深入研究的领域。EVs 物理化学性质的高度异质性以及它们与体液中其他成分的相互作用（如形成蛋白质冠）会改变其性质，使分析更加复杂。因此，需要特定的高通量技术来克服这些挑战，确保准确一致地分离和分析表征 BDEVs，进而了解 BDEVs 如何通过传播有毒蛋白质物种导致功能障碍。尽管面临挑战，但 BDEVs 在改善 NDs 监测和辅助治疗干预（包括个性化药物治疗和康复治疗）方面的独特潜力，使其成为未来研究的重要方向。目前仍有许多问题有待解答，例如 BDEVs 在神经退行性病理传播中的作用及功能在疾病进展过程中是否会发生变化；BDEVs 穿越血脑屏障的机制是什么；易聚集蛋白主要位于 BDEVs 的内腔还是作为蛋白质冠的一部分与外膜相关；BDEVs 从大脑转移到外周生物流体时，其诊断标记是否会改变，从而影响其作为潜在生物标志物的可靠性；哪种分离和分析技术的组合能够实现对体液中 BDEVs 亚群的特异性和定量表征等 。
