到目前為止,液體活檢領域主要集中在循環腫瘤 DNA 和細胞上,盡管近年來細胞外囊泡 (EV) 越來越受到關注。已報道的腫瘤衍生核酸的來源包括白細胞、血小板和凋亡小體 (AB),以及大 (LEV) 和小 (SEV) EV。盡管有這些相互矛盾的說法,但目前還沒有一個與血液不同成分相關的腫瘤衍生DNA的標準化比較。
為了解決這一問題,作者收集了17例KRAS G12基因型突變的胰腺癌患者的23份血液樣本,并根據取樣后患者的生存時間將其分為兩組。收集紅細胞和白細胞后,進行差異離心,分離血小板、ABs、LEVs、SEVs和可溶性蛋白(SP)。然后,作者使用電子顯微鏡、Western blotting、納米顆粒跟蹤分析和基于珠的多重流式細胞術檢測,確認了每個差異離心餾分中特定血液成分的富集。
通過使用數字PCR技術靶向野生型和腫瘤特異性KRAS突變等位基因,作者發現KRAS突變DNA的水平在與LEVs和sev早期以及與sev和SP晚期疾病進展相關時最高。重要的是,作者確定了在整個疾病進展過程中,sev在腫瘤來源的DNA中富集最多,并使用尺寸排斥色譜法驗證了這種關聯。這項工作通過支持越來越多地關注 EV 作為腫瘤衍生 DNA 的來源,為快速擴展的液體活檢領域提供了重要方向。
圖片來源:https://doi.org/10.1002/jev2.12142
從癌癥患者的外周血中獲取腫瘤來源的DNA的能力可以提供有關個人疾病的實時信息,而無需進行侵入性活檢。這給未來在早期檢測、疾病監測和靶向治療方面的應用帶來了希望,盡管它還沒有對癌癥患者的護理產生深遠的影響。但液體活檢領域面臨的最大挑戰之一是血液中存在的微量腫瘤源DNA,特別是在疾病的早期階段。為了克服這個問題,已經開發了基于 PCR 的方法,例如數字 PCR,以揭示以低于 1000 個分子中 1 個的頻率存在的特定突變等位基因。不幸的是,盡管最近取得了進展,但非靶向和多重檢測方法在如此低的等位基因頻率下是站不住腳的。為了解決這個問題,需要對腫瘤DNA最集中的血液成分有更深入的了解。
血液是不同大小成分的復雜混合物,其中一些成分被認為是腫瘤物質的儲存庫。例如,循環的腫瘤細胞大小不一;可直接從腫瘤中提取,但很少見,且在疾病進展期間發生過晚,因此沒有廣泛的診斷用途。相反,白細胞和血小板,來自造血系統,并被建議從細胞外環境吸收腫瘤物質,使其在外周血中可獲得。然而,白血球的研究結果還沒有在人類身上得到證實,而血小板的研究結果在該領域受到質疑。無論如何,循環腫瘤DNA (ctDNA)一直是液體活檢研究中最常被引用的靶點,并在可溶性蛋白(SP)復合物中作為單組蛋白八聚體循環。盡管還有待證實,但ctDNA被認為是從死亡細胞中釋放出來的,這可能解釋了為什么隨著癌癥向晚期發展,ctDNA的流行率會增加。
在評估腫瘤來源時,需要考慮的一個問題是,用于診斷的大多數血漿都經過離心處理。這很重要,因為離心會根據所使用的特定條件去除細胞和不同類別的細胞外囊泡 (EV)。細胞凋亡小體(apoptosis bodies, AB)是在細胞程序性死亡過程中形成的。微泡由細胞表面的膜脫落釋放。最后,外泌體由內溶酶體系統向內出芽產生。盡管外泌體是否含有基因組DNA仍存在爭議,但已有幾項研究證明了它們在診斷中的效用和益處。
全血差速離心法有效分離不同細胞和囊泡群體
圖片來源:https://doi.org/10.1002/jev2.12142
盡管在分析之前預先富集腫瘤來源的DNA有好處,但它在血液不同成分中的豐度還有待全面比較。胰腺導管腺癌(PDAC)是一種理想的疾病,因為其ctDNA水平高,超過70%的患者攜帶KRAS密碼子12中的兩種特異性突變之一。為了研究疾病進展過程中的循環DNA動態,作者從17例已知KRAS突變的PDAC患者提供的23份血液樣本中分離出不同成分,并根據取樣后患者的生存時間將其分為兩組。
利用差異離心和數字PCR技術,作者比較了突變型和野生型KRAS DNA拷貝的數量,并與紅細胞(RBC)和白細胞(WBC)、血小板、ABs、大ev (LEV)、小ev (SEV)、SP和10 kD-filter flow (FT)作為陰性對照。該分析顯示,在疾病進展早期,LEVs和sev與KRAS突變DNA的數量最多,而在晚期PDAC患者中,sev和SP含量最多。重要的是,sev與所有血液成分(包括血小板貧乏血漿(PPP))的野生型KRAS突變體的最大富集有關。因此,這一全面的比較表明,未來的液體活檢研究應該關注ev作為腫瘤來源DNA的主要血源。(世聯博研(Bioexcellence) Bioon.com)
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