Cell Rep Med丨基于血漿細胞外囊泡蛋白標志物的多癌種檢測

癌癥的早期檢測對于提高患者生存率具有決定性意義。小細胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEV）由于由細胞主動分泌、在體液中具有良好穩定性，并能夠攜帶來源細胞的多分子信息，被認為是極具潛力的檢測載體。然而，sEV在實際應用中仍受到多重限制，包括來源復雜、異質性高以及缺乏穩定可靠的標志物體系，同時也缺少能夠實現多分子高效讀出的檢測技術。

針對這些難題，昆士蘭大學和香港中文大學團隊近期在Cell Reports Medicine發表題為Early-stage multi-cancer detection through a plasma extracellular vesicle protein signature的文章，為sEV在癌癥早期檢測中的應用提供了新思路。

圖1 本工作的研究思路

（1）標志物發現：基于同源細胞模型建立sEV蛋白特征

團隊首先構建了一個同源細胞模型，通過對比正常與癌變的人支氣管上皮細胞來源的sEV蛋白組，發現327個差異蛋白，并聚焦于15個具有潛在臨床檢測價值的胞外蛋白，最終確定4個核心標志物：THBS1、NID1、PTX3、VCAN。圖2驗證了這些標志物的可靠性：蛋白組學與ELISA結果表明這4個蛋白在癌變細胞來源sEV中顯著上調；并且在22種不同癌細胞系（包含非小細胞肺癌、膠質母細胞瘤、結直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤、食管癌和卵巢癌）中均呈現一致上調趨勢。

（2）臨床驗證：多癌種診斷能力與早期檢測潛力

團隊隨后在250例健康人和514例癌癥患者（包含非小細胞肺癌、膠質母細胞瘤、結直腸癌、前列腺癌、黑色素瘤、胃癌、食管癌、小細胞肺癌）來源sEV中進行了驗證。4個蛋白在癌癥患者中顯著升高，邏輯回歸聯合模型在多癌種中的AUC達到0.91-1.00，并在高特異性條件下仍保持較高靈敏度。此外，在非小細胞肺癌、食管癌和胃癌中，該標志物組合在I期腫瘤中的檢測能力與中晚期基本一致，提示其具有早篩潛力。

（3）檢測平臺開發：微流控-SERS實現多標志物并行檢測

在已驗證的sEV蛋白標志物基礎上，團隊進一步開發了一個微流控結合表面增強拉曼散射（SERS）的檢測芯片。該芯片利用非對稱電極產生的納米混合效應增強sEV的捕獲和標記效率，同時利用SERS探針實現高靈敏多重標記。

團隊首先將健康人樣本與已明確診斷的晚期肺癌患者應用于微流控-SERS芯片進行檢測。4個蛋白在晚期肺癌患者中均顯著升高，且聯合后分類性能達到AUC = 1。這表明同一標志物組合在不同檢測平臺（ELISA → SERS）上具有一致性和可重復性。團隊隨后將該芯片應用于真實肺癌篩查場景，即肺部良惡性結節的區分。在68例肺結節患者中，該芯片的分類性能達到AUC = 0.85，展現出一定的臨床篩查潛力。

（4）機制關聯驗證：與腫瘤負荷的關系

為了進一步驗證該標志物的生物學相關性，團隊對肺癌患者術前與術后樣本進行了縱向分析。大多數患者在腫瘤切除后4個蛋白表達降低，表明該sEV蛋白特征與腫瘤存在直接關聯。

總體而言，這項工作不僅提出了一組具有跨癌種意義的sEV蛋白標志物，更重要的是證明了其在工程化檢測平臺中的可實現性。該檢測策略通過多蛋白協同提高診斷穩定性，同時結合微流控與SERS技術實現高靈敏多重檢測，展現出良好的臨床轉化潛力。

共同第一作者+通訊作者：Richard J. Lobb博士，共同第一作者：周全博士，通訊作者：Matt Trau教授，Andreas M?ller教授

原文鏈接：https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(26)00111-4

制版人：十一

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