液體活檢的真正黑馬，為何國外的大牛公司都在研究外泌體？
液體活檢，是以非侵入性診斷方法全面及時獲得腫瘤細胞或組織生物信息的技術(shù)，最大特點是非侵入性樣本來源，如血液、唾液、尿液等，利用高通量測序技術(shù)、過濾、捕獲、富集體內(nèi)腫瘤細胞的基因組信息，偵查腫瘤行蹤，進行動態(tài)觀察和治療。
2015年，液體活檢的血液檢測被《麻省理工大學(xué)科技評論》評選為“2015年十大突破技術(shù)”，2017年仍熱度不減，入選世界經(jīng)濟論壇“2017年度全球十大新興技術(shù)榜單”。
近日，國際醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》刊登一篇研究報告，來自中國香港中文大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，液體活檢能幫助增強癌癥的早期診斷，有望改善患者的生存率。香港醫(yī)生目前正在頭頸癌中進行液體活檢技術(shù)的嘗試。
目前，液體活檢四種主要腫瘤來源的生物標(biāo)志物分別是循環(huán)腫瘤細胞（CTC）、循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）、外泌體和循環(huán)RNA。除了廣為熟知的CTC、ctDNA和外泌體，近期液體活檢再添新成員，研究發(fā)現(xiàn)，可以通過檢測循環(huán)血栓細胞中吸收的腫瘤RNA來診斷非小細胞肺癌。
此外，microRNA用于腫瘤早診也有大量研究，利用microRNA的特異性和敏感性，抽取外周血進行檢驗。國內(nèi)已有團隊正在攻克該技術(shù)，將每次檢測成本降到2元。
而外泌體，雖然也作為液體活檢的主力軍，但進展似乎不如CTC、ctDNA，至少在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司中鮮有報道。海南醫(yī)學(xué)院海南省干細胞研究所專家白玉杰專家在采訪中，介紹了外泌體在液體活檢中的前沿應(yīng)用。
2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎由美國、德國3位科學(xué)家摘得，因他們發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)的主要運輸系統(tǒng)——囊泡運輸?shù)恼{(diào)節(jié)機制，由此將外泌體研究推向了新高潮。
白玉杰表示，外泌體是活細胞分泌的納米級囊泡，由生物膜包裹來自母細胞的蛋白、核酸、代謝物等組分，不僅攜帶母細胞及局部微環(huán)境的信息，還能直接或間接調(diào)控接受細胞的功能和表型。
因為它兼具信息、物質(zhì)、功能和載體特性，“我給它起名生物快遞，因為外有膜包裹，所以運載的物質(zhì)不像細胞因子會輕易被蛋白降解，所以可實現(xiàn)細胞的遠距離通訊和信息傳輸?！?/span>
診斷、治療和靶向藥載體
從應(yīng)用角度來講，外泌體主要有三大方向，分別是治療、診斷和用藥載體。目前研究最多的是診斷領(lǐng)域，可以成為多種疾病的早期診斷標(biāo)志物，因為外泌體是蘊含大量豐富信息的檢測來源。
一般，臨床檢驗會按正常值或標(biāo)準(zhǔn)值作為診斷依據(jù)，但實際上人與人間的個體化差異很大，光憑單一指標(biāo)可能并不準(zhǔn)確。而進行多次檢測，產(chǎn)生連續(xù)動態(tài)的數(shù)據(jù)，就能克服傳統(tǒng)弊病。
“為檢測加上一個時間軸，變?yōu)樗木S，人們就可以自我比較，讓自身的變化成為診斷依據(jù)。而原來的標(biāo)準(zhǔn)值只作為參考?！卑子窠軐＜冶硎?，外泌體信息容量非常大，分布廣泛，操作便利，又有囊泡包裹，非常穩(wěn)定，這些優(yōu)勢條件促成它作為診斷依據(jù)，能更好地實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測。
在并駕齊驅(qū)的三大檢測物中，由于外泌體具有ctDNA和CTC所不具備的優(yōu)點，是目前最理想的液體活檢的分析材料。
首先外泌體在信息層面具有三個特征：
1、是信息的全面性。ctDNA只反映DNA信息，是DNA碎片，信息少且質(zhì)量不高；CTC是完整的細胞，含有最全面的細胞信息，但只局限于腫瘤細胞。而外泌體是所有細胞都分泌，包括腫瘤細胞及相關(guān)的免疫細胞，故能反映腫瘤微環(huán)境等多種信息；
2、ctDNA提供最多二維信息，CTC本身是三維細胞，但時間線密度不夠。而外泌體在體內(nèi)流動，細胞間不斷發(fā)送和接受外泌體，所以表現(xiàn)活躍，構(gòu)成人體內(nèi)的“物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)”；
3、每毫升血液中僅有1~10個CTC，而外泌體每毫升血液含有109個，含量極高，且能提供蛋白質(zhì)、核酸、代謝物等各層面信息。
“當(dāng)然，外泌體并不能完全取代其他兩者，首先它沒有細胞功能，不能建立細胞模型，另外來源胞漿的屬性決定它DNA含量很少，缺乏DNA檢測信息，所以三者都有檢測意義和適用范圍?！彼忉尩馈１热?，美國已經(jīng)批準(zhǔn)外泌體診斷公司Exosome Diagnostics的產(chǎn)品上市，就是將ctDNA和外泌體RNA同時檢測，大大提高陽性率和敏感性。
“外泌體雖然在2013年后才炙手可熱，但隨著技術(shù)突破，從過去的超速離心，到如今抗體標(biāo)識物篩選，行業(yè)爆發(fā)眼看在即，所以一定能后來居上。”他認為。
在治療領(lǐng)域，由于外泌體來源細胞胞漿，含有細胞成分，所以具備了細胞的部分功能，也能代替細胞完成治療作用。舉例來說，用于老年性癡呆或腦損傷的干細胞治療，這是因為干細胞無法穿過血腦屏障，但外泌體能進入大腦發(fā)揮作用。
治療心梗也是如此，研究發(fā)現(xiàn)用干細胞分泌的外泌體治療效果比干細胞還好。因為干細胞容易被內(nèi)臟吸附、攝取或清除，真正到達損傷部位的干細胞只有5~10%。而100納米的外泌體體積小，大概只有細胞的1%，能更順暢地到達靶標(biāo)。
在損傷的心臟部位，外泌體能修復(fù)心臟內(nèi)皮細胞，讓血管重生。“該研究已經(jīng)比較成熟，且處于臨床研究階段?！?專家告訴記者。
腫瘤疫苗也是進展很快的領(lǐng)域。外泌體作為抗原，激活免疫細胞殺傷黑色素瘤，據(jù)了解該研究也進入美國三期臨床。
第三大應(yīng)用方向是外泌體的靶向載藥功能。因為其含有細胞膜構(gòu)成的囊泡，能裝載藥物，運輸?shù)侥繕?biāo)靶點，如果在膜上做一些標(biāo)識，就能精準(zhǔn)定位。
白玉杰表示，將預(yù)警偵查結(jié)合導(dǎo)向攻擊，就能實現(xiàn)定位診斷和治療的雙重功能，是很理想的攻擊體系。“我個人最期待的就是外泌體的載藥應(yīng)用，將來產(chǎn)業(yè)化的可能性較大?！?/span>
放眼全球，聚焦前沿應(yīng)用
國外在外泌體領(lǐng)域進展迅速，但國內(nèi)公司幾乎罕有。美國Codiak BioSciences是一家利用外泌體發(fā)現(xiàn)早期癌癥的科技公司，成立三個月內(nèi)就迅速融資到9200萬美元，可見其在國外大受追捧。
其創(chuàng)始人都是學(xué)界大腕，比如MD安德森癌癥中心癌生物學(xué)系主任、歐洲囊泡協(xié)會主席等。創(chuàng)始人Raghu Kalluri表示，基于外泌體的胰腺癌檢測手段特異性和敏感性非常高，能將慢性胰腺炎與早期或晚期胰腺癌區(qū)分開來，具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?
第二個公司Exosome Diagnostics，利用外泌體精準(zhǔn)診斷癌癥，發(fā)展勢頭也快，已推出試劑盒產(chǎn)品。據(jù)奇點網(wǎng)報道，公司成立于2008年，至B輪融資結(jié)束累計獲得6000萬美元。2016年1月，推出世界首款癌癥診斷產(chǎn)品ExoDx Lung(ALK)。
它是分析血液外泌體RNA（exoRNA）的液體活檢技術(shù)，主要實時檢測非小細胞肺癌（NSCLC）患者的EML4-ALK突變，其靈敏度為88%，特異性為100%，結(jié)果較為理想。
第三家公司Exosome Science，也從事外泌體的分子標(biāo)志和診斷。該公司基于外泌體的生物標(biāo)志物來診斷和監(jiān)測阿爾茨海默?。ˋD）、慢性創(chuàng)傷性腦病（CTE）和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
目前正在推進TauSome?生物標(biāo)志物（也稱為外來體tau），作為候選血液檢測診斷CTE患者，研究初步結(jié)果已發(fā)表在《阿爾茨海默病雜志》上。因為足球運動員大都有CTE高風(fēng)險，所以公司正在前專業(yè)足球運動員中開展合作研究，并和美國多個站點啟動后續(xù)臨床計劃，
還有成立于2015年3月的Exovita Biosciences公司，利用外泌體治療癌癥。與免疫治療的方法不同，Exovita并非要調(diào)動免疫系統(tǒng)，而是調(diào)動正常人體細胞殺滅癌細胞。這個新鮮的技術(shù)正是該公司的獨門絕技。
專家還介紹了治療領(lǐng)域的典型企業(yè)。比如韓國一家做載藥產(chǎn)品的公司，讓細胞產(chǎn)生高于正常值40倍的大量外泌體，擴充了材料來源；另外專注于再生醫(yī)學(xué)的BioRegenerative，其創(chuàng)始人是加州大學(xué)圣地亞哥分校的教授，用干細胞分泌的外泌體生產(chǎn)美容、生發(fā)、干眼病、創(chuàng)傷燒傷的愈合繃帶、噴霧劑等產(chǎn)品，其效果非常好。
而國內(nèi)當(dāng)前主要集中于科學(xué)研究。據(jù)悉，近年來國內(nèi)關(guān)于外泌體基礎(chǔ)研究的論文呈直線上漲，2016年有100多項研究，今年達到290項，預(yù)計明年能突破300項。
白玉杰專家告訴記者，下一步要他做的是利用微流控芯片技術(shù)，聯(lián)合企業(yè)合作，開發(fā)家庭便攜式檢測儀，能隨時分析腫瘤病情。
“設(shè)備有一張芯片，只需一滴血，就能在家查體。前期先集中腫瘤剛需領(lǐng)域，后期再拓展到疾病預(yù)防?！彼硎?，其實唾液分離的外泌體，測量實際生理年齡或作為抗衰老指標(biāo)的研究已見報道。
“國內(nèi)真正產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還較少，而外泌體的產(chǎn)業(yè)化前景可觀，尤其是便攜式設(shè)備?！彼J為，如果能大力發(fā)展，就能避免將來被外企壟斷的悲劇重新上演。未來該款儀器的檢測成本有望降低到10元，能大幅減少成本費用，讓可持續(xù)的動態(tài)檢測成為可能。
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