食管癌是全球第七大癌症类型和第六大癌症死亡原因，大多数病例发生在中国。此外，超过三分之二的患者术后有局部复发或远处转移。根据组织学分类，食管癌可分为食管腺癌(EAC)和食管鳞状细胞癌(ESCC)，后者占所有食管癌的90%以上，5年总生存率极低。由于缺乏早期症状，大多数患者在疾病晚期被诊断出来，导致治疗选择有限。即使在射频消融联合食管切除术后，仍有一些患者复发，导致预后不良。内镜检查是诊断食管癌的金标准，但由于其成本高且具有侵入性，不适合用于人群筛查。此外，食管癌缺乏具有高敏感性和特异性的诊断生物标志物。因此，迫切需要开发适用于大规模人群筛查的敏感和特异性生物标志物。细胞外囊泡(Extracellular Vesicle，EV)通过自分泌、旁分泌和内分泌的形式在供体细胞和受体细胞之间传递蛋白质、核酸和脂质等活性物质，从而参与细胞间通讯。由于具有脂质双分子层的保护，EV携带的蛋白质和核酸能够抵抗循环酶的降解。EV被认为是非常具有转化前景的候选生物标志物，有可能推动疾病的精准诊断。
近日，温州医科大学眼视光学院、生物医学工程学院刘飞教授团队发现血浆细胞外囊泡可以作为ESCC诊断和筛查的潜在生物标志物。此项工作利用实验室开发的纳米囊泡高效分离装置获取高纯度EV，再通过蛋白质组学和ELISA发现以及验证ESCC潜在EV标志物并用于临床筛选。该成果以“Identification and detection of plasma extracellular vesicles-derived biomarkers for esophageal squamous cell carcinoma diagnosis”为题发表在Biosensors & Bioelectronics杂志上（doi: 10.1016/j.bios.2023.115088）。
图1：从食管鳞状细胞癌患者血浆中发现EV生物标志物。首先通过EV快速分离装置获取高纯度EV，再结合4D蛋白质组学技术和ELISA发现并检测食管癌标志物。
在该研究中，研究人员从循环细胞外囊泡的角度研究ESCC的精准诊断，并将超快速EV分离方法(EXODUS)和ELISA相结合，用于ESCC患者的快速检测和筛查（图1）。首先，研究者从血浆中分离出高纯度EV，并鉴定出来自ESCC患者和健康个体的独特细胞外囊泡蛋白质谱图。进一步通过对差异表达蛋白(DEPs)相关生物信息学分析及文献查询，发现EV-CD14可能是ESCC潜在诊断生物标志物。基于以上推测，研究人员进一步通过Western Blot和免疫金TEM验证了EV-CD14是ESCC患者血浆EV上携带的显著差异表达蛋白。为了开展面向临床转化的ESCC快速检测和筛查，基于循环EV-CD14，研究者利用ELISA方法对60份临床样本进行ESCC诊断，该方法在30份临床样本的测试集中检测ESCC的AUC值较高，达到96.0%。在30份临床样本的筛查试验集中预测ESCC的准确率高达90%。综上所述，该工作表明，循环EV-CD14与ESCC的发生和发展高度相关，且可以成为ESCC潜在的诊断生物标志物。
参考文献：Identification and detection of plasma extracellular vesicles-derived biomarkers for esophageal squamous cell carcinoma diagnosis. Biosens Bioelectron. 2023 Jan 20;225: 115088. doi: 10.1016/j.bios.2023.115088.
外泌体资讯网 Biosensors & Bioelectronics | 温州医科大学刘飞团队: 用于食管鳞癌诊断的血浆EV生物标志物的鉴定和检测
