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(lái)明顯上升。更糟糕的是，胰腺癌早期并沒(méi)有明顯的征兆，病程短且發(fā)展快。依據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，80%的胰腺癌患者確診后生存時(shí)間不超過(guò)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(lái)自于美國(guó)生物設(shè)計(jì)VirginiaG.Piper中心個(gè)性化診斷的研究員TonyHu帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)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(cè)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。TonyHu教授團(tuán)隊(duì)檢測(cè)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?cè)O(shè)計(jì)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。

　　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(guò)去，科學(xué)家們認(rèn)為胞外囊泡僅僅只是細(xì)胞代謝活動(dòng)中被遺棄的碎片?，F(xiàn)在，越來(lái)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。

　　TonyHu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(lái)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(kāi)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(huì)遷移至其他組織，并修改微環(huán)境，從而創(chuàng)造一個(gè)有利于腫瘤遷移的生態(tài)。這種功能類似于一個(gè)新大陸的“開(kāi)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(guò)清除或者中和抗癌藥物，助長(zhǎng)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(huì)增加，所以它們可以作為評(píng)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(cè)準(zhǔn)確度是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療的必要步驟。

　　此外，對(duì)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(wú)法根治。Hu教授表示：“胰腺癌的診斷離不開(kāi)血液標(biāo)志物。它不像乳腺癌，患者會(huì)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(lái)，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(guò)程需消耗過(guò)多時(shí)間，并不適用于臨床診斷。此外，迄今為止，尚沒(méi)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(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于納米探針的快速檢測(cè)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(huì)與抗體包被的納米探針混合，這兩種納米探針會(huì)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(huì)同時(shí)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(huì)引發(fā)一種耦合效應(yīng)，從而發(fā)射出黃色的光信號(hào)。

　　胰腺癌早期診斷技術(shù)原理圖示：。他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種折射不同波長(zhǎng)光的納米探針（綠色的球、紅色的桿），其中一個(gè)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(gè)探針負(fù)責(zé)識(shí)別囊泡表面常見(jiàn)的蛋白質(zhì)。僅僅只有胰腺癌細(xì)胞分泌的囊泡才會(huì)同時(shí)表達(dá)兩種蛋白質(zhì)，從而會(huì)吸引兩種探針，最終釋放出黃色的信號(hào)。

　　研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)，確定該技術(shù)能夠檢測(cè)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(cè)樣本，但是研究人員計(jì)劃開(kāi)發(fā)出一款完全自動(dòng)化的系統(tǒng)，能夠以低成本、高通量的優(yōu)勢(shì)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(guò)設(shè)計(jì)不同的納米探針就可以實(shí)現(xiàn)不同疾病的檢測(cè)。