Nature子刊：一种用于从血浆中快速分析肿瘤细胞外囊泡的集成磁电化学装置
通过分析循环细胞外囊泡 (EV) 上的生物标志物进行癌症诊断具有多方面不足，通常包括冗长的样本处理、有限的通量或灵敏度不足，或者未使用经临床验证的生物标志物。哈佛医学院的研究人员在Nature Biomedical Engineering杂志发表文章，报告了96孔检测的开发和性能，该检测将抗体包被的磁珠富集EV与酶促扩增后EV结合蛋白的电化学检测相结合，总检测时间不到一小时。通过结合结直肠癌 (CRC) 临床相关肿瘤生物标志物（EGFR、EpCAM、CD24和GPA33）的抗体检测，研究对来自102名CRC患者和40名非CRC对照的血浆样本进行了分类，准确度超过96%；前瞻性地评估了90名患者的队列，通过肿瘤EV的负担预测五年无病生存情况；并纵向分析了11名患者的血浆，这些患者的EV负担在手术后下降，复发时增加。用于检测血浆EV中肿瘤生物标志物组合的快速分析可能有助于癌症检测和患者监测。
循环生物标志物的评估，也称为液体活检，是一种通过重复但微创采样获取患者肿瘤分子信息的新兴方法。这种评估的一个吸引人的靶标是细胞外囊泡 (EV)——即细胞分泌的膜颗粒。除了普遍丰富和稳定之外，据报道EV还携带母细胞的生物分子（如蛋白质、核酸和脂质）。特别是对肿瘤衍生的EV的分析在揭示肿瘤的动态状态方面具有相当大的潜力，从而改善当前的癌症诊断。然而，建立临床EV测试面临几个技术挑战，即（1）费力的手动样品制备；(2) 现有工具的灵敏度和通量有限；(3) 测试设备或分析（如测序）的高成本。简而言之，为了使EV诊断在临床上有用，需要用于EV分离和分子分析的新综合方法，理想情况下是适合高通量操作的方法。分析大型临床样本以建立可靠的EV生物标志物基线对于疾病状态同样重要。
该研究报告了一种临床上可采用的高通量EV分析技术的发展，称为高通量集成磁电化学细胞外囊泡 (HiMEX)。该技术通过将EV富集和电化学检测相结合，简化了EV分析，从而可以直接从临床样本中进行EV蛋白分析；总分析时间少于1小时（96孔格式），并且从所有 (96) 个检测探针中并行读出分析信号。然后将HiMEX应用于临床样本的分析，并展示了HiMEX的实际优势。具体而言，该研究分析了102名接受手术和化疗的结直肠癌 (CRC) 患者以及40名非CRC对照（即健康志愿者或患有阑尾炎或小肠内疝等非CRC疾病的患者）的血液样本（总共n = 142）。HiMEX分析揭示了EV在CRC管理方面的多种潜力。
(1) 循环中存在反映亲本肿瘤关键蛋白质特征的EV，检测此类CRC衍生的 EV(CRC-EV)可实现高度准确的癌症诊断（总体准确率>96%）。
(2) CRC-EVs 的连续变化可能与患者的治疗反应有关。值得注意的是，治愈性手术后所有患者的CRC-EV水平均下降，但随着肿瘤复发，从每位患者的基线值反弹。
(3)术前CRC-EV水平与患者的五年无病生存率(DFS)显著相关(n = 90)，有效地将患者分为高危组和低危组。这些结果对及时、更有依据的癌症护理具有影响，并扩大了EV在 CRC诊断、复发监测和预后方面的临床效用。
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