液體活檢，是以非侵入性診斷方法全面及時(shí)獲得腫瘤細(xì)胞或組織生物信息的技術(shù)，最大特點(diǎn)是非侵入性樣本來源，如血液、唾液、尿液等，利用高通量測(cè)序技術(shù)、過濾、捕獲、富集體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的基因組信息，偵查腫瘤行蹤，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察和治療。

2015年，液體活檢的血液檢測(cè)被《麻省理工大學(xué)科技評(píng)論》評(píng)選為“2015年十大突破技術(shù)”，2017年仍熱度不減，入選世界經(jīng)濟(jì)論壇“2017年度全球十大新興技術(shù)榜單”。

近日，國際醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》刊登一篇研究報(bào)告，來自中國香港中文大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，液體活檢能幫助增強(qiáng)癌癥的早期診斷，有望改善患者的生存率。香港醫(yī)生目前正在頭頸癌中進(jìn)行液體活檢技術(shù)的嘗試。

目前，液體活檢四種主要腫瘤來源的生物標(biāo)志物分別是循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）、循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）、外泌體和循環(huán)RNA。除了廣為熟知的CTC、ctDNA和外泌體，近期液體活檢再添新成員，研究發(fā)現(xiàn)，可以通過檢測(cè)循環(huán)血栓細(xì)胞中吸收的腫瘤RNA來診斷非小細(xì)胞肺癌。

此外，microRNA用于腫瘤早診也有大量研究，利用microRNA的特異性和敏感性，抽取外周血進(jìn)行檢驗(yàn)。國內(nèi)已有團(tuán)隊(duì)正在攻克該技術(shù)，將每次檢測(cè)成本降到2元。

而外泌體，雖然也作為液體活檢的主力軍，但進(jìn)展似乎不如CTC、ctDNA，至少在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司中鮮有報(bào)道。海南醫(yī)學(xué)院海南省干細(xì)胞研究所專家白玉杰專家在采訪中，介紹了外泌體在液體活檢中的前沿應(yīng)用。

2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)由美國、德國3位科學(xué)家摘得，因他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的主要運(yùn)輸系統(tǒng)——囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)制，由此將外泌體研究推向了新高潮。

白玉杰表示，外泌體是活細(xì)胞分泌的納米級(jí)囊泡，由生物膜包裹來自母細(xì)胞的蛋白、核酸、代謝物等組分，不僅攜帶母細(xì)胞及局部微環(huán)境的信息，還能直接或間接調(diào)控接受細(xì)胞的功能和表型。

因?yàn)樗婢咝畔?、物質(zhì)、功能和載體特性，“我給它起名生物快遞，因?yàn)橥庥心ぐ赃\(yùn)載的物質(zhì)不像細(xì)胞因子會(huì)輕易被蛋白降解，所以可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的遠(yuǎn)距離通訊和信息傳輸。”

診斷、治療和靶向藥載體

從應(yīng)用角度來講，外泌體主要有三大方向，分別是治療、診斷和用藥載體。目前研究最多的是診斷領(lǐng)域，可以成為多種疾病的早期診斷標(biāo)志物，因?yàn)橥饷隗w是蘊(yùn)含大量豐富信息的檢測(cè)來源。

一般，臨床檢驗(yàn)會(huì)按正常值或標(biāo)準(zhǔn)值作為診斷依據(jù)，但實(shí)際上人與人間的個(gè)體化差異很大，光憑單一指標(biāo)可能并不準(zhǔn)確。而進(jìn)行多次檢測(cè)，產(chǎn)生連續(xù)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，就能克服傳統(tǒng)弊病。

“為檢測(cè)加上一個(gè)時(shí)間軸，變?yōu)樗木S，人們就可以自我比較，讓自身的變化成為診斷依據(jù)。而原來的標(biāo)準(zhǔn)值只作為參考?！卑子窠軐＜冶硎?，外泌體信息容量非常大，分布廣泛，操作便利，又有囊泡包裹，非常穩(wěn)定，這些優(yōu)勢(shì)條件促成它作為診斷依據(jù)，能更好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

在并駕齊驅(qū)的三大檢測(cè)物中，由于外泌體具有ctDNA和CTC所不具備的優(yōu)點(diǎn)，是目前最理想的液體活檢的分析材料。

首先外泌體在信息層面具有三個(gè)特征：

1、是信息的全面性。ctDNA只反映DNA信息，是DNA碎片，信息少且質(zhì)量不高；CTC是完整的細(xì)胞，含有最全面的細(xì)胞信息，但只局限于腫瘤細(xì)胞。而外泌體是所有細(xì)胞都分泌，包括腫瘤細(xì)胞及相關(guān)的免疫細(xì)胞，故能反映腫瘤微環(huán)境等多種信息；

2、ctDNA提供最多二維信息，CTC本身是三維細(xì)胞，但時(shí)間線密度不夠。而外泌體在體內(nèi)流動(dòng)，細(xì)胞間不斷發(fā)送和接受外泌體，所以表現(xiàn)活躍，構(gòu)成人體內(nèi)的“物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)”；

3、每毫升血液中僅有1~10個(gè)CTC，而外泌體每毫升血液含有109個(gè)，含量極高，且能提供蛋白質(zhì)、核酸、代謝物等各層面信息。

“當(dāng)然，外泌體并不能完全取代其他兩者，首先它沒有細(xì)胞功能，不能建立細(xì)胞模型，另外來源胞漿的屬性決定它DNA含量很少，缺乏DNA檢測(cè)信息，所以三者都有檢測(cè)意義和適用范圍?！彼忉尩馈１热?，美國已經(jīng)批準(zhǔn)外泌體診斷公司Exosome Diagnostics的產(chǎn)品上市，就是將ctDNA和外泌體RNA同時(shí)檢測(cè)，大大提高陽性率和敏感性。

“外泌體雖然在2013年后才炙手可熱，但隨著技術(shù)突破，從過去的超速離心，到如今抗體標(biāo)識(shí)物篩選，行業(yè)爆發(fā)眼看在即，所以一定能后來居上?！彼J(rèn)為。

在治療領(lǐng)域，由于外泌體來源細(xì)胞胞漿，含有細(xì)胞成分，所以具備了細(xì)胞的部分功能，也能代替細(xì)胞完成治療作用。舉例來說，用于老年性癡呆或腦損傷的干細(xì)胞治療，這是因?yàn)楦杉?xì)胞無法穿過血腦屏障，但外泌體能進(jìn)入大腦發(fā)揮作用。

治療心梗也是如此，研究發(fā)現(xiàn)用干細(xì)胞分泌的外泌體治療效果比干細(xì)胞還好。因?yàn)楦杉?xì)胞容易被內(nèi)臟吸附、攝取或清除，真正到達(dá)損傷部位的干細(xì)胞只有5~10%。而100納米的外泌體體積小，大概只有細(xì)胞的1%，能更順暢地到達(dá)靶標(biāo)。

在損傷的心臟部位，外泌體能修復(fù)心臟內(nèi)皮細(xì)胞，讓血管重生。“該研究已經(jīng)比較成熟，且處于臨床研究階段?！?專家告訴記者。

腫瘤疫苗也是進(jìn)展很快的領(lǐng)域。外泌體作為抗原，激活免疫細(xì)胞殺傷黑色素瘤，據(jù)了解該研究也進(jìn)入美國三期臨床。

第三大應(yīng)用方向是外泌體的靶向載藥功能。因?yàn)槠浜屑?xì)胞膜構(gòu)成的囊泡，能裝載藥物，運(yùn)輸?shù)侥繕?biāo)靶點(diǎn)，如果在膜上做一些標(biāo)識(shí)，就能精準(zhǔn)定位。

白玉杰表示，將預(yù)警偵查結(jié)合導(dǎo)向攻擊，就能實(shí)現(xiàn)定位診斷和治療的雙重功能，是很理想的攻擊體系。“我個(gè)人最期待的就是外泌體的載藥應(yīng)用，將來產(chǎn)業(yè)化的可能性較大?！?/span>

放眼全球，聚焦前沿應(yīng)用

國外在外泌體領(lǐng)域進(jìn)展迅速，但國內(nèi)公司幾乎罕有。美國Codiak BioSciences是一家利用外泌體發(fā)現(xiàn)早期癌癥的科技公司，成立三個(gè)月內(nèi)就迅速融資到9200萬美元，可見其在國外大受追捧。

其創(chuàng)始人都是學(xué)界大腕，比如MD安德森癌癥中心癌生物學(xué)系主任、歐洲囊泡協(xié)會(huì)主席等。創(chuàng)始人Raghu Kalluri表示，基于外泌體的胰腺癌檢測(cè)手段特異性和敏感性非常高，能將慢性胰腺炎與早期或晚期胰腺癌區(qū)分開來，具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?

第二個(gè)公司Exosome Diagnostics，利用外泌體精準(zhǔn)診斷癌癥，發(fā)展勢(shì)頭也快，已推出試劑盒產(chǎn)品。據(jù)奇點(diǎn)網(wǎng)報(bào)道，公司成立于2008年，至B輪融資結(jié)束累計(jì)獲得6000萬美元。2016年1月，推出世界首款癌癥診斷產(chǎn)品ExoDx Lung(ALK)。

它是分析血液外泌體RNA（exoRNA）的液體活檢技術(shù)，主要實(shí)時(shí)檢測(cè)非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的EML4-ALK突變，其靈敏度為88%，特異性為100%，結(jié)果較為理想。

第三家公司Exosome Science，也從事外泌體的分子標(biāo)志和診斷。該公司基于外泌體的生物標(biāo)志物來診斷和監(jiān)測(cè)阿爾茨海默?。ˋD）、慢性創(chuàng)傷性腦?。–TE）和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

目前正在推進(jìn)TauSome?生物標(biāo)志物（也稱為外來體tau），作為候選血液檢測(cè)診斷CTE患者，研究初步結(jié)果已發(fā)表在《阿爾茨海默病雜志》上。因?yàn)樽闱蜻\(yùn)動(dòng)員大都有CTE高風(fēng)險(xiǎn)，所以公司正在前專業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員中開展合作研究，并和美國多個(gè)站點(diǎn)啟動(dòng)后續(xù)臨床計(jì)劃，

還有成立于2015年3月的Exovita Biosciences公司，利用外泌體治療癌癥。與免疫治療的方法不同，Exovita并非要調(diào)動(dòng)免疫系統(tǒng)，而是調(diào)動(dòng)正常人體細(xì)胞殺滅癌細(xì)胞。這個(gè)新鮮的技術(shù)正是該公司的獨(dú)門絕技。

專家還介紹了治療領(lǐng)域的典型企業(yè)。比如韓國一家做載藥產(chǎn)品的公司，讓細(xì)胞產(chǎn)生高于正常值40倍的大量外泌體，擴(kuò)充了材料來源；另外專注于再生醫(yī)學(xué)的BioRegenerative，其創(chuàng)始人是加州大學(xué)圣地亞哥分校的教授，用干細(xì)胞分泌的外泌體生產(chǎn)美容、生發(fā)、干眼病、創(chuàng)傷燒傷的愈合繃帶、噴霧劑等產(chǎn)品，其效果非常好。

而國內(nèi)當(dāng)前主要集中于科學(xué)研究。據(jù)悉，近年來國內(nèi)關(guān)于外泌體基礎(chǔ)研究的論文呈直線上漲，2016年有100多項(xiàng)研究，今年達(dá)到290項(xiàng)，預(yù)計(jì)明年能突破300項(xiàng)。

白玉杰專家告訴記者，下一步要他做的是利用微流控芯片技術(shù)，聯(lián)合企業(yè)合作，開發(fā)家庭便攜式檢測(cè)儀，能隨時(shí)分析腫瘤病情。 

“設(shè)備有一張芯片，只需一滴血，就能在家查體。前期先集中腫瘤剛需領(lǐng)域，后期再拓展到疾病預(yù)防?！彼硎?，其實(shí)唾液分離的外泌體，測(cè)量實(shí)際生理年齡或作為抗衰老指標(biāo)的研究已見報(bào)道。

“國內(nèi)真正產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還較少，而外泌體的產(chǎn)業(yè)化前景可觀，尤其是便攜式設(shè)備?！彼J(rèn)為，如果能大力發(fā)展，就能避免將來被外企壟斷的悲劇重新上演。未來該款儀器的檢測(cè)成本有望降低到10元，能大幅減少成本費(fèi)用，讓可持續(xù)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)成為可能。

（文章來自：貝殼社 科學(xué)網(wǎng)科學(xué)網(wǎng)轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除）