胰腺癌是一種惡性程度很高,，診斷和治療都很困難的消化道惡性腫瘤,，其發(fā)病率和死亡率近年來明顯上升。更糟糕的是,，胰腺癌早期并沒有明顯的征兆,，病程短且發(fā)展快。依據(jù)美國癌癥協(xié)會的數(shù)據(jù),，80%的胰腺癌患者確診后生存時間不超過1年,。

想要挽救更多的胰腺癌患者，除了醫(yī)療手段改進(jìn)之外,，還需要從早期診斷入手,。如何做到及早診斷呢？近期,，來自于美國生物設(shè)計Virginia G. Piper 中心個性化診斷的研究員Tony Hu帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個巧妙的方法,，能夠?qū)崿F(xiàn)胰腺癌早期診斷。他們的技術(shù)關(guān)鍵是“靈敏檢測胞外囊泡（EVs）”,。

胞外囊泡是指從細(xì)胞膜脫落或者由細(xì)胞分泌的囊泡狀小體,。Tony Hu教授團(tuán)隊(duì)檢測的囊泡，是由腫瘤細(xì)胞分泌的,。這類囊泡表面表達(dá)有一種特殊的蛋白質(zhì)——EphA2,，是胰腺癌的特殊標(biāo)記物。他們設(shè)計出一種與EphA2蛋白結(jié)合的特定納米探針,，從而精準(zhǔn)鑒定出血液等體液中存在的由胰腺癌細(xì)胞分泌的囊泡,。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《Nature Biomedical Engineering》期刊,。

　　什么是胞外囊泡？

胞外囊泡是細(xì)胞釋放的微型版本,，具有雙層膜結(jié)構(gòu),，有多種類型，例如微囊泡和外泌體（exosome）,。

過去,，科學(xué)家們認(rèn)為胞外囊泡僅僅只是細(xì)胞代謝活動中被遺棄的碎片。現(xiàn)在,，越來越多的研究證實(shí),，囊泡促成細(xì)胞間微妙而復(fù)雜的交流網(wǎng)絡(luò)，且在物種間具有高度保守性,。此外,，胞外囊泡在先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。更重要的是,，因?yàn)閿y帶有原細(xì)胞的多種蛋白,、脂質(zhì)、DNA等信息,，可以作為多種疾病的診斷標(biāo)志物,，所以一直是疾病診斷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

Tony Hu教授團(tuán)隊(duì)靶向的囊泡就是外泌體,，直徑在50-150nm之間,。外泌體主要來源于細(xì)胞中內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體，經(jīng)多囊泡體外膜與細(xì)胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì),。

　　胞外囊泡是癌細(xì)胞開疆拓土的“探路者”

胞外囊泡參與癌癥的發(fā)生,、發(fā)展。當(dāng)囊泡由癌變細(xì)胞分泌而出,，它們會遷移至其他組織,，并修改微環(huán)境，從而創(chuàng)造一個有利于腫瘤遷移的生態(tài),。這種功能類似于一個新大陸的“開拓者”,，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。也有證據(jù)表明,，腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體通過清除或者中和抗癌藥物,，助長腫瘤細(xì)胞的耐藥性。

伴隨著疾病的惡化,，腫瘤細(xì)胞分泌的囊泡也會增加，所以它們可以作為評估癌癥發(fā)展,、治療效果的有效標(biāo)志物,。胰腺癌常存在耐藥性,，提高疾病監(jiān)測準(zhǔn)確度是實(shí)現(xiàn)個性化治療的必要步驟。

此外,，對胞外囊泡加深研究,，有助于了解其促進(jìn)癌癥發(fā)展、轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵機(jī)制,，從而有望為癌癥治療提供有效的靶點(diǎn),。

　　如何診斷早期胰腺癌？

目前,，胰腺癌的治療手段依然以外科手術(shù)為主,，但是因?yàn)橐认侔┰缙谠\斷困難，手術(shù)切除率低,，所以常常無法根治,。Hu教授表示：“胰腺癌的診斷離不開血液標(biāo)志物。它不像乳腺癌,，患者會依據(jù)身體疼痛,、異常增生等癥狀盡早得到診療。胰腺癌早期癥狀不明顯,，所以很難在癌癥早期得到確診,。”

胞外囊泡能夠從多種體液中分離出來,，例如唾液,、尿液、血液等等,。但是,，常規(guī)分析胞外囊泡的方法在分離、純化過程需消耗過多時間,，并不適用于臨床診斷,。此外，迄今為止,，尚沒有能夠精準(zhǔn)區(qū)別腫瘤細(xì)胞分泌囊泡的生物標(biāo)志物,。所以，真正的難題是：如何從多種囊泡中鑒定出與腫瘤相關(guān)的囊泡,？

為了解決這些問題,，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個基于納米探針的快速檢測技術(shù)：

首先，采集少量血液樣本（約1微升）,，稀釋并加至傳感器芯片,，芯片表面覆蓋有與囊泡膜蛋白結(jié)合的抗體。隨后,，與抗體結(jié)合的胞外囊泡會與抗體包被的納米探針混合,，這兩種納米探針會再一次與另外兩種囊泡膜蛋白結(jié)合,，其中一種就是胰腺癌特有的EphA2蛋白。只有胰腺癌細(xì)胞分泌的胞外囊泡會同時與兩種納米探針結(jié)合,。最后,，當(dāng)兩種探針在囊泡表面親密接觸后，會引發(fā)一種耦合效應(yīng),，從而發(fā)射出黃色的光信號,。

胰腺癌早期診斷技術(shù)原理圖示：。他們設(shè)計了兩種折射不同波長光的納米探針（綠色的球,、紅色的桿）,，其中一個探針能夠與胰腺癌相關(guān)囊泡的表面蛋白ephA2結(jié)合，而另一個探針負(fù)責(zé)識別囊泡表面常見的蛋白質(zhì),。僅僅只有胰腺癌細(xì)胞分泌的囊泡才會同時表達(dá)兩種蛋白質(zhì),，從而會吸引兩種探針，最終釋放出黃色的信號,。

研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過一系列試驗(yàn),，確定該技術(shù)能夠檢測早期胰腺癌，且能夠從胰腺癌患者,、胰腺炎患者以及健康人血液中精準(zhǔn)篩選到癌癥標(biāo)志物,。雖然目前的研究依然需要光學(xué)顯微鏡檢測樣本，但是研究人員計劃開發(fā)出一款完全自動化的系統(tǒng),，能夠以低成本,、高通量的優(yōu)勢完成臨床診斷。

這一最新研究展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景,，它將胞外囊泡作為診斷疾病的切入點(diǎn),，通過設(shè)計不同的納米探針就可以實(shí)現(xiàn)不同疾病的檢測。

　　參考資料：

　　Sentinels in the blood: A new diagnostic for pancreatic cancer