精诚医学情报中心通讯 第2期

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发表时间:2019-07-23 14:24


外泌体的新“识”和众“试”

液体活检通过非侵入性的取样方式获得肿瘤信息,辅助癌症治疗,是精准医疗代表性的诊断技术。其主要检测物包括血液中的循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)、循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)和外泌体(exosomes)。作为液体活检领域的"三驾马车"之一,外泌体是细胞间信号转导的重要载体,具有丰富的可检测靶标(蛋白、DNA、RNA、脂质等)。目前已经大量的证据表明外泌体及其内容物具有成为新型诊断标志物的潜能,但其真正应用于临床仍面临很多挑战。


新“识”— 新近出炉的外泌体专家

2018年12月,中国首个《外泌体研究、转化和临床应用专家共识》(以下简称“共识”)[1]由中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会外泌体技术专家委员会在《转化医学杂志》上发布,本共识由中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会外泌体技术专家委员会主任委员、暨南大学张灏教授领衔的专家团队撰写。旨在促进国内外泌体特别是外泌体肿瘤标志物的产学研结合,推动相关标准与规范的建立,理性引导技术转化,并服务于民生。这是国内权威发布的第一个外泌体研究临床转化的专家共识,目前可以在《转化医学杂志》官网上免费下载,界面见图1。中国知网亦可检索下载,界面如图2。

图1 《转化医学杂志》上的共识界面



图2 中国知网检索结果界面

共识发布后一周内,有关网站如“搜狐·健康”、“今日头条”、“中国体外诊断网”、“转化医学网”等相继报道,清冷冬日都感受到了外泌体研究的热乎劲。

共识首先介绍了外泌体的生物学基础知识和临床应用方向:细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是由细胞分泌的具有磷脂双分子层结构的囊泡,能够通过其携带的生物大分子,调节受体细胞的生物学特性,参与细胞的生理学和病理生理学过程。外泌体是EVs一个重要的亚群,通常被认为是经由多泡体与细胞膜融合而释放到细胞外的,直径为40~100 nm的膜性囊泡状小体。检测外泌体标志物,能够实时动态地反映患者的疾病状态,因此在疾病的早期筛查、无创诊断、疗效监控、辅助用药等领域有着广泛的应用前景。此外,其作为药物载体的潜在形式,在肿瘤等疾病的治疗中也展现出诱人的潜力。

共识继而介绍了外泌体的分离和提取方法:主要包括超速离心法、超滤法、排阻色谱法、免疫磁珠法、聚乙二醇沉淀法等。到目前为止,外泌体的分离方法还没有公认的“金标准”。但共识专家对未来会出现更好的EVs分离技术抱有积极态度,并建议根据外泌体的特性“量身定制”分析方法和检测手段。

至此时,外泌体研究的标准化尚未达成,共识建议无论是样本收集、处理、还是外泌体鉴定表征,在条件允许的情况下,可严格按照国际细胞外囊泡协会(International Society for ExtracellularVesicles,ISEV)意见书中的要求来开展研究。为满足更多研究需要,建议在实际操作中详细记录实验细节,增加相应的质控环节,并建立完善的对照组,以评估该因素对实验结果的影响。另外,对产物中非外泌体或非EVs杂质等含量进行表征,又或者设法耗尽非EVs杂质及其生物学活性,可能有助于提高研究结果的可靠性。


众“试”— 外泌体相关国内外临床试验概览

以关键词“exosomes”在https://www.clinicaltrials.gov/检索到外泌体相关的临床试验有103项,将检索结果分类汇总如下图3和图4:


图3 clinical trials检索结果汇总:研究类型及占比


图4 clinical trials检索结果汇总:研究方向分布图

以关键词“外泌体”在http://www.chinadrugtrials.org.cn/暂时没有检索到外泌体相关的临床试验数据。

以关键词“外泌体”在http://www.chictr.org.cn/检索到外泌体相关的临床试验有26项,将检索结果分类汇总如下图5:


图5 chictr.org检索结果汇总:研究类型及占比

从以上简示图中,我们发现外泌体涉及的临床试验中,主要有诊断标志物、治疗应用和药物载体等几个方向,其中收集生物学样本以检测外泌体本身或其携带的基因或蛋白组学为评估指标的临床试验占比最大。

以上有关外泌体的临床试验数据(截至2019.01.07)经由小编初步整理汇总,仅供大家参考,实时数据请以各平台实时检索结果为准。

问题与挑战

外泌体作为一种新兴的诊断标记物及药物载体,要实现由基础研究到临床应用的真正转化,还要面对许多问题和挑战:从分离提取分析和生产批次再现性,到产品的临床定位和经济可行性,以及确定产品本身有意义的关键质量属性。就产品安全性而言,作为衍生自哺乳动物细胞的疗法,还存在共分离内源性病毒的风险[2]。这些问题需要在临床研究之前或同时进行充分研究,然后才能考虑将外泌体输送到临床上供患者安全使用。

目前,将外泌体作为疾病诊断的分子标记物所存在的主要问题有两个:一是传统方法获得的外泌体纯度和得率都较低,难以实现高通量的检测;二是目前缺少有效的快速检测外泌体表征的技术方法。除此之外,外泌体在体外长时间储存的方法也有待优化。利用外泌体进行靶向给药的主要问题也有两个:一是天然外泌体囊泡表面含有多种不同配体或受体分子,作为药物载体进行靶向给药时的临床靶向性和可控性较低;二是对天然外泌体进行特定的改造,虽然靶向性得到一定的提升,但是在一定程度上也丧失了外泌体内源性的先天优势[3]


结语

从基础研究到临床应用的转化之路幽深漫漫、其修远兮,需要各方团队并肩合作、共同推进,比如临床专家主导理念,基础专家实现技术和理论研究的突破,资本和市场提供桥梁支撑。其中,基础专家需要与临床专家沟通获取真正有临床需求和前瞻性的方向,然后用基础的技术和手段找到实际可行的解决方案;同时需要对政策实时跟进、对市场精准把握、对资本合理调配,更需要解决生产的规模化和规范化、申报等一系列问题。

文末,小编衷心祝愿正在或将要进行外泌体研究的企业、医院、公司等精诚合作,一路披荆斩棘,实现突破,尽早揭开外泌体的神秘面纱,为疾病的临床诊断和治疗提供新的手段。

参考文献

[1]张灏,赵立波,叶国栋.外泌体研究、转化和临床应用专家共识[J].转化医学杂志,2018,7(06):321-325.

[2] Colao I L , Corteling R , Bracewell D , et al. Manufacturing Exosomes: A Promising Therapeutic Platform[J]. Trends in Molecular Medicine, 2018: S1471491418300066.

[3]程显达,王浩,李庆伟.外泌体作为疾病诊断标志物及药物载体的应用前景[J].中国生物化学与分子生物学报,2018,34(12):1280-1285.


图文:《精诚医学情报中心通讯》编辑组

编辑:李金凤、范婷婷、王萍、许慧、景成、刘素平、高妮

邮箱:journal@giantcro.com


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