癌癥的早期檢測(cè)對(duì)于提高患者生存率具有決定性意義。小細(xì)胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEV）由于由細(xì)胞主動(dòng)分泌、在體液中具有良好穩(wěn)定性，并能夠攜帶來源細(xì)胞的多分子信息，被認(rèn)為是極具潛力的檢測(cè)載體。然而，sEV在實(shí)際應(yīng)用中仍受到多重限制，包括來源復(fù)雜、異質(zhì)性高以及缺乏穩(wěn)定可靠的標(biāo)志物體系，同時(shí)也缺少能夠?qū)崿F(xiàn)多分子高效讀出的檢測(cè)技術(shù)。

針對(duì)這些難題，昆士蘭大學(xué)和香港中文大學(xué)團(tuán)隊(duì)近期在Cell Reports Medicine發(fā)表題為Early-stage multi-cancer detection through a plasma extracellular vesicle protein signature的文章，為sEV在癌癥早期檢測(cè)中的應(yīng)用提供了新思路。

圖1 本工作的研究思路

（1）標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)：基于同源細(xì)胞模型建立sEV蛋白特征

團(tuán)隊(duì)首先構(gòu)建了一個(gè)同源細(xì)胞模型，通過對(duì)比正常與癌變的人支氣管上皮細(xì)胞來源的sEV蛋白組，發(fā)現(xiàn)327個(gè)差異蛋白，并聚焦于15個(gè)具有潛在臨床檢測(cè)價(jià)值的胞外蛋白，最終確定4個(gè)核心標(biāo)志物：THBS1、NID1、PTX3、VCAN。圖2驗(yàn)證了這些標(biāo)志物的可靠性：蛋白組學(xué)與ELISA結(jié)果表明這4個(gè)蛋白在癌變細(xì)胞來源sEV中顯著上調(diào)；并且在22種不同癌細(xì)胞系（包含非小細(xì)胞肺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤、食管癌和卵巢癌）中均呈現(xiàn)一致上調(diào)趨勢(shì)。

（2）臨床驗(yàn)證：多癌種診斷能力與早期檢測(cè)潛力

團(tuán)隊(duì)隨后在250例健康人和514例癌癥患者（包含非小細(xì)胞肺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)直腸癌、前列腺癌、黑色素瘤、胃癌、食管癌、小細(xì)胞肺癌）來源sEV中進(jìn)行了驗(yàn)證。4個(gè)蛋白在癌癥患者中顯著升高，邏輯回歸聯(lián)合模型在多癌種中的AUC達(dá)到0.91-1.00，并在高特異性條件下仍保持較高靈敏度。此外，在非小細(xì)胞肺癌、食管癌和胃癌中，該標(biāo)志物組合在I期腫瘤中的檢測(cè)能力與中晚期基本一致，提示其具有早篩潛力。

（3）檢測(cè)平臺(tái)開發(fā)：微流控-SERS實(shí)現(xiàn)多標(biāo)志物并行檢測(cè)

在已驗(yàn)證的sEV蛋白標(biāo)志物基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了一個(gè)微流控結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）的檢測(cè)芯片。該芯片利用非對(duì)稱電極產(chǎn)生的納米混合效應(yīng)增強(qiáng)sEV的捕獲和標(biāo)記效率，同時(shí)利用SERS探針實(shí)現(xiàn)高靈敏多重標(biāo)記。

團(tuán)隊(duì)首先將健康人樣本與已明確診斷的晚期肺癌患者應(yīng)用于微流控-SERS芯片進(jìn)行檢測(cè)。4個(gè)蛋白在晚期肺癌患者中均顯著升高，且聯(lián)合后分類性能達(dá)到AUC = 1。這表明同一標(biāo)志物組合在不同檢測(cè)平臺(tái)（ELISA → SERS）上具有一致性和可重復(fù)性。團(tuán)隊(duì)隨后將該芯片應(yīng)用于真實(shí)肺癌篩查場(chǎng)景，即肺部良惡性結(jié)節(jié)的區(qū)分。在68例肺結(jié)節(jié)患者中，該芯片的分類性能達(dá)到AUC = 0.85，展現(xiàn)出一定的臨床篩查潛力。

（4）機(jī)制關(guān)聯(lián)驗(yàn)證：與腫瘤負(fù)荷的關(guān)系

為了進(jìn)一步驗(yàn)證該標(biāo)志物的生物學(xué)相關(guān)性，團(tuán)隊(duì)對(duì)肺癌患者術(shù)前與術(shù)后樣本進(jìn)行了縱向分析。大多數(shù)患者在腫瘤切除后4個(gè)蛋白表達(dá)降低，表明該sEV蛋白特征與腫瘤存在直接關(guān)聯(lián)。

總體而言，這項(xiàng)工作不僅提出了一組具有跨癌種意義的sEV蛋白標(biāo)志物，更重要的是證明了其在工程化檢測(cè)平臺(tái)中的可實(shí)現(xiàn)性。該檢測(cè)策略通過多蛋白協(xié)同提高診斷穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合微流控與SERS技術(shù)實(shí)現(xiàn)高靈敏多重檢測(cè)，展現(xiàn)出良好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

共同第一作者+通訊作者：Richard J. Lobb博士，共同第一作者：周全博士，通訊作者：Matt Trau教授，Andreas M?ller教授

原文鏈接：https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(26)00111-4

制版人：十一

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