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。依據美國癌癥協(xié)會(huì )的數據，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)自于美國生物設計VirginiaG.Piper中心個(gè)性化診斷的研究員TonyHu帶領(lǐng)團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)巧妙的方法，能夠實(shí)現胰腺癌早期診斷。他們的技術(shù)關(guān)鍵是“靈敏檢測胞外囊泡（EVs）”。

　　胞外囊泡是指從細胞膜脫落或者由細胞分泌的囊泡狀小體。TonyHu教授團隊檢測的囊泡，是由腫瘤細胞分泌的。這類(lèi)囊泡表面表達有一種特殊的蛋白質(zhì)——EphA2，是胰腺癌的特殊標記物。他們設計出一種與EphA2蛋白結合的特定納米探針，從而精準鑒定出血液等體液中存在的由胰腺癌細胞分泌的囊泡。

　　什么是胞外囊泡？

　　胞外囊泡是細胞釋放的微型版本，具有雙層膜結構，有多種類(lèi)型，例如微囊泡和外泌體（exosome）。

　　過(guò)去，科學(xué)家們認為胞外囊泡僅僅只是細胞代謝活動(dòng)中被遺棄的碎片?，F在，越來(lái)越多的研究證實(shí)，囊泡促成細胞間微妙而復雜的交流網(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性免疫反應中也發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。更重要的是，因為攜帶有原細胞的多種蛋白、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教授團隊靶向的囊泡就是外泌體，直徑在50-150nm之間。外泌體主要來(lái)源于細胞中內溶酶體微粒內陷形成的多囊泡體，經(jīng)多囊泡體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)。

　　胞外囊泡是癌細胞開(kāi)疆拓土的“探路者”

　　胞外囊泡參與癌癥的發(fā)生、發(fā)展。當囊泡由癌變細胞分泌而出，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(lèi)似于一個(gè)新大陸的“開(kāi)拓者”，促進(jìn)癌細胞的增殖和擴散。也有證據表明，腫瘤細胞分泌的外泌體通過(guò)清除或者中和抗癌藥物，助長(cháng)腫瘤細胞的耐藥性。

　　伴隨著(zhù)疾病的惡化，腫瘤細胞分泌的囊泡也會(huì )增加，所以它們可以作為評估癌癥發(fā)展、治療效果的有效標志物。胰腺癌常存在耐藥性，提高疾病監測準確度是實(shí)現個(gè)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、轉移的關(guān)鍵機制，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，但是因為胰腺癌早期診斷困難，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)血液標志物。它不像乳腺癌，患者會(huì )依據身體疼痛、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)有能夠精準區別腫瘤細胞分泌囊泡的生物標志物。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，研究團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)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合的抗體。隨后，與抗體結合的胞外囊泡會(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合，其中一種就是胰腺癌特有的EphA2蛋白。只有胰腺癌細胞分泌的胞外囊泡會(huì )同時(shí)與兩種納米探針結合。最后，當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，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：。他們設計了兩種折射不同波長(cháng)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結合，而另一個(gè)探針負責識別囊泡表面常見(jiàn)的蛋白質(zhì)。僅僅只有胰腺癌細胞分泌的囊泡才會(huì )同時(shí)表達兩種蛋白質(zhì)，從而會(huì )吸引兩種探針，最終釋放出黃色的信號。

　　研究團隊經(jīng)過(guò)一系列試驗，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篩選到癌癥標志物。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(kāi)發(fā)出一款完全自動(dòng)化的系統，能夠以低成本、高通量的優(yōu)勢完成臨床診斷。

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