疾病诊断 – 福流生物

结直肠癌

Author: Mika Huang Date: February 15, 2023

鉴定和分离体液中肿瘤特异性的EVs有助于在没有其它来源外泌体干扰的情况下鉴定DNA、RNA和蛋白质，并辅助癌症的诊断、治疗和管理。结直肠癌是一种胃肠道中常见的恶性肿瘤，其发病率居世界恶性肿瘤第三位，早期症状并不明显。如果能够对结直肠癌病人血液中的EVs进行分析，建立结直肠癌的液体活检方法，这对于结直肠癌易感人群无疑是一个福音。据文献报道，CD147是一种在肠癌细胞中过表达的蛋白，通过对比正常肠细胞和肠癌细胞中所分泌的EVs，发现癌症细胞分泌的EVs中表达CD147的类群所占的比例远高于正常肠细胞，且Western Blot的实验结果也支持了这个结论。进一步将细胞上清模型应用到实际临床样本的分析，发现正常人和结直肠癌患者血浆中CD147阳性的细胞外囊泡颗粒浓度存在显著差异，且这种差异早在Ⅰ期病人中即可体现。说明可以将CD147作为结直肠癌早期诊断的标志物。以EVs为载体，纳米流式检测仪有望在多种疾病的早期诊断和术后检测中发挥作用。

图1. 细胞上清中提取的EVs的分析图2. 细胞上清中提取的EVs的WB验证

图3. 血浆来源的EVs用于结直肠癌的早期诊断和术后监控

这种结直肠癌诊断的方法可以应用于结直肠癌的早期诊断，也可以实时追踪患者的术后恢复和复发情况。纳米流式检测仪有望发展更多疾病早期诊断的方法，成为液体活检中一个重要的工具。

ACS Nano, 2018, 12(1), 671-680.

鼻咽癌

Author: Mika Huang Date: February 15, 2023

鼻咽癌（Nasopharyngeal carcinoma, NPC）是一种常见的与Epstein−Barr virus（EBV）感染相关的恶性肿瘤，由于临床常规筛查方法的敏感性不足，其早期诊断和与鼻咽炎（nasopharyngitis, NPG）的鉴别仍存在挑战。迄今为止，循环细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs, 40−1000 nm）在液体活检的癌症诊断和预后方面显示出了诱人的潜力。应用纳米流式检测技术（nFCM）可检测低至40 nm的单个EVs上低拷贝蛋白的表达情况。通过单颗粒计数快速测定血浆中表达EBV编码的膜蛋白（LMP1和LMP2A）和肿瘤标志物（PD-L1、EGFR和EpCAM）的EVs的颗粒浓度，建立了一种快速、可靠、无创的鼻咽癌诊断方法，有望在临床实践中更准确地甄别鼻咽癌、NPG患者和健康供体。

图1. 鼻咽癌五种诊断标志物检测

图2. 鼻咽癌诊断图3. 鼻咽癌患者、NPG患者和健康供体的区分

应用纳米流式检测技术对健康和鼻咽癌患者的血浆中EVs的五种诊断标志物进行检测，癌症患者标志物的表达量都高于健康供体，提示这些标志物具有诊断早期鼻咽癌的临床潜力。与总EVs浓度和经典的VCG-IgG方法相比，EV^SUM5对鼻咽癌的诊断表现出最好的特异性。该方法除了用于鼻咽癌早期诊断，在甄别鼻咽癌、鼻咽炎及健康人的标志物组方面也具有临床潜力。

Anal. Chem., 2022, 94(27), 9740-9749.

乳腺癌

Author: Mika Huang Date: February 15, 2023

细胞外囊泡相关的小RNA（extracellular vesicle-associated miRNAs, EV-miRNAs）是一种新型疾病诊断的非侵入性生物标志物。然而，它们极低的拷贝数使得准确的检测具有挑战性。这项研究中，作者设计了一种DNA纳米线引导催化的发夹组装（nanowire guided-catalyzed hairpin assembly, NgCHA）纳米探针，用于分析EV-miRNAs。NgCHA对EVs具有较高的渗透率，可以将探针快速递送到EVs中。在EVs中存在靶向miRNAs的情况下，通过将催化发夹组装系统限制在纳米线内，可以产生并放大荧光信号，从而大大提高了分析灵敏度。研究中，使用纳米流式检测技术对NgCHA和EVs进行共定位分析，确认NgCHA进入EVs腔内并产生荧光信号。与现有的方法相比，该平台灵敏高、成本低廉、简单易操作。因此，它可以作为一种很有前途的工具来实现癌症的无创诊断。

图1. NgCHA标记阳性率和EVs的共定位分析

纳米流式检测技术可以实现颗粒的散射信号与荧光信号的同时检测，即共定位分析，具有检测灵敏度高、速度快等优点。

ACS Sensors, 2022, 7(4), 1075-1085.

胰腺癌

Author: Mika Huang Date: February 15, 2023

由于携载了来源母细胞的磷脂、核酸和蛋白质，外泌体有望在癌症病人的肿瘤早期诊断、预后跟踪以及疗效预测中发挥重要的作用。在早期的工作中，研究团队发现相比于正常人，胰腺癌患者的循环系统中磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1（Glypican-1, GPC1）阳性的外泌体数量显著提高，并且后续跟踪研究发现除了胰腺癌以外，乳腺癌、结直肠癌以及食管癌中同样存在GPC1阳性外泌体富集的情况，说明GPC1有望成为多种癌症早期诊断的标志物。该研究通过对胰腺癌患者、胰腺良性疾病患者以及正常人血清中的外泌体进行免疫荧光染色，并使用了多种抗体对胰腺癌患者血清中提取的外泌体进行GPC1的特异性检测，利用纳米流式检测仪的多参数分析，首次在单个外泌体水平验证了胰腺癌患者来源的外泌体GPC1过表达的现象，并成功筛选出对GPC1特异性更好的单克隆抗体。

图1. 纳米流式检测仪分析GPC1+阳性外泌体的比例

图2 不同抗体的阳性率对比

通过免疫荧光染色方法，纳米流式检测仪在单个外泌体水平对其表面GPC1蛋白的表达进行了定性表征和定量分析。纳米流式检测仪为基础的外泌体多参数表征平台可用于快速筛选外泌体特异性的抗体。基于纳米流式检测技术平台，有望建立以外泌体为载体的多种癌症的早期诊断方法。

DOI: https://doi.org/10.1101/145706.