來源:iNature(ID:Plant_ihuman)
病理學家通常使用組織活檢來診斷癌症,癌症擴散並量測治療反應。同時,液體活檢具有最小的侵入性,可以連續獲得,並且可以在更早,更可治癒的階段檢測到癌症。對於改進的用於癌症檢測的組織和液體活檢工具,臨床上尚未滿足需求。
2020年8月13日,Ayuko Hoshino等人在Cell線上發表題為“Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers”的研究論文,該研究觀察了來自組織外植體(TEs),血漿和其他體液的426個人類樣品中細胞外囊泡和顆粒(EVP)的蛋白質組學特徵。
在傳統的外泌體標記中,CD9,HSPA8,ALIX和HSP90AB1代表泛EVP標記,而ACTB,MSN和RAP1B是新型泛EVP標記。為了確認EVP是理想的診斷工具,該研究分析了TE(n = 151)和血漿來源(n = 120)EVP的蛋白質組。TE EVP的比較可鑒定出以90%的敏感性/ 94%的特异性將腫瘤與正常組織區分開的蛋白質(例如VCAN,TNC和THBS2)。血漿來源的EVP(包括免疫球蛋白)的機器學習分類顯示,在檢測癌症時靈敏度為95%/特异性為90%。最後,該研究在TEs和血漿中定義了一組腫瘤類型特异性EVP蛋白,可以對未知原發性腫瘤進行分類。囙此,EVP蛋白可以用作癌症檢測和確定癌症類型的可靠生物標記。
病理學家通常使用組織活檢來診斷癌症,癌症擴散並量測治療反應。同時,液體活檢具有最小的侵入性,可以連續獲得,並且可以在更早,更可治癒的階段檢測到癌症。隨著對液體活檢科技用於早期癌症檢測的期望的增長,外泌體可能會提供寶貴的資源。
外泌體是內體來源的30-150nm囊泡,富含核酸,脂質和蛋白質,可在正常的生理和病理學仲介導細胞間的通訊。先前報導了腫瘤來源的外泌體蛋白在腫瘤進展,免疫調節和轉移中的預後和功能重要性。此外,研究人員探討了細胞外納米顆粒的異質性,定義了三個不同的亞群,即小外泌體(Exo-S),大外泌體(Exo-L)和外泌體,統稱為細胞外囊泡和顆粒(EVP)。
越來越多的證據表明,EVP可用於早期癌症檢測,預後和指導治療。EVP以> 10^9囊泡/ mL的濃度活躍地釋放到周圍迴圈中,為下游分析提供了充足的資料。基於質譜的蛋白質組分析已成為一種策略,可深入瞭解迴圈EVP的生物學和臨床潜力。儘管有幾種EVP蛋白質資料庫公開可用,但關於EVP蛋白質組的知識仍然未知,包括:(1)用於可靠分離人中EVP的標記物,而與組織來源無關;(2)區分癌症與非癌症的標誌物;(3)特定原發腫瘤(例如,肺,胰腺,乳腺等)特有的標誌物。為了解决這一知識差距,該研究試圖定義EVP蛋白特徵,以區分癌症患者與健康個體。
為了鑒定通用的EVP標記並改善人類EVP的分離性,該研究通過蛋白質組分析對497個人類和鼠類樣品進行了分析。在傳統的外泌體標記中,71 kDa熱休克相關的蛋白(HSPA8),熱休克蛋白HSP 90-beta(HSP90AB1),CD9和程式性細胞死亡6相互作用蛋白(ALIX)是人類來源的EVP中最突出的標記。該研究確定了> 50%的人類樣品共亯的13種其他蛋白質,從而極大地擴展了人類EVP標記物的範圍。
文章模式圖(圖源自Cell)
通過檢查胰腺癌和肺癌患者可行手術標本中配對腫瘤和鄰近組織的EVP蛋白質組,該研究確定了癌症特异性EVP蛋白特徵。此外,通過比較匹配的組織外植體(TE)和血漿衍生的EVP,該研究發現癌症患者血漿中獨特的腫瘤相關EVP蛋白,並確定EVP血漿蛋白源自腫瘤微環境,遠處器官和免疫系統。
接下來,該研究分析了幾種兒童和成人癌症的I–IV期癌症的組織和血漿EVP蛋白質組,並將它們與非腫瘤組織和健康對照(HC)血漿進行了比較。EVP蛋白質組的隨機分類顯示,癌症檢測的特异性和敏感性分別為組織的90%和94%,血漿的95%和90%。重要的是,血漿衍生的EVP可以區分患者的癌症類型。這些資料表明,腫瘤相關的EVP蛋白可以作為早期癌症檢測的生物標誌物,並對不確定的原發腫瘤類型進行分類。
參考消息:
DOI:10.1016/j.cell.2020.07.009
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