【Clinical Cancer Research】开发细胞外囊泡生物标志物作为区分良/恶性胶质瘤的无创诊断工具

在中枢神经系统原发恶性肿瘤中，脑胶质瘤最为常见原发性脑肿瘤，其诊断和治疗也最具挑战性的癌症形式之一。按肿瘤细胞的恶性程度划分：低级别胶质瘤（WHO I和II级），为预后良好的胶质瘤，高级别胶质瘤（WHO III和IV 级），这类肿瘤为恶性肿瘤，预后较差。这类肿瘤良恶性区分，诊断要依赖于手术后的病理诊断，目前依赖于活检或肿瘤切除后获得的组织样本。然而，因为病理诊断手术后并发症（如神经损伤、出血、感染）的风险相当大，使得脑肿瘤是最难以进行活检诊断的肿瘤之一。从而导致肿瘤治疗延迟，并最终导致糟糕的患者结局。已有研究表明，早期发现与诊断脑胶质瘤是提高胶质瘤病人预后的核心环节。因此寻找脑胶质瘤早期诊断、疗效评价及判断预后的指标至关重要。

细胞外囊泡作为一种潜在的液体活检生物标志物受到了广泛关注，因为它们代表了「细胞起源的缩影」。来自瑞典隆德大学的研究者使用了尺寸排阻色谱法（SEC）、以及超灵敏的邻位延伸分析技术对脑肿瘤患者群体队列进行研究，寻找肿瘤来源的血浆外囊泡（plEV）蛋白生物标志物，用于良恶性胶质瘤的区分。通过对136例患者在基线（术前）和术后3周（术后），肿瘤治疗开始前采集纵向血浆样本。该队列包括疑似脑肿瘤病变患者（n=136），根据临床常规通过手术和组织病理学检查确定，其中69例患者被诊断为恶性（WHO IV）GBM, 17例患者被诊断为低级别良性（WHO II）星形细胞瘤（以下简称LGG）。

通过使用SEC从所有患者中分离plEV，并使用基于PEA技术的超灵敏分析技术对蛋白质组进行检测。研究者同时分析检测了Olink Target 96 oncology II以及CVDIII两个panel中183个蛋白，检测panel是根据已知参与胶质瘤生物学或潜在的外囊泡分类而选择的。使用线性回归并校正年龄（GBM和LGG组之间没有性别差异），共有12个plEV相关蛋白在GBM和LGG组之间存在显著差异（P < 0.05），其中一半在98%以上的plEV样本中检出。在调整多次检测时，特别是syndecan-1 （SDC1）在GBM和LGG之间差异显著，而integrin beta chain-2 （ITGB2）表现出强烈的趋势，但不显著。值得注意的是，SDC1和ITGB2是单通道I型膜蛋白，这表明它们是潜在的EV表面生物标志物。

为了探讨plEV诊断的准确性，研究者进一步建立了ROC曲线。ROC分析显示，血浆EV-SDC1 （plEV SDC1）可区分GBM和LGG患者，其AUC值为0.81 （95% CI: 0.69-0.93），敏感性为71% （95% CI: 44%-89%)，特异性为91% （95% CI: 81%-97%）。血浆EV-ITGB2 （plEV ITGB2）的AUC为0.77 （95% CI: 0.65-0.88）的敏感性为65% （95% CI: 38%-86%），特异性为71% （95% CI: 58%-81%）。

研究者进一步通过定量免疫ELISA分析来验证来自PEA检测的神经胶质瘤队列中的plEV SDC1数据。基于ELISA方法的plEV SDC1定量检测可以区分GBM和LGG患者，但是 ELISA的灵敏度低于PEA。为了进一步探索plEV SDC1的来源是否是GMB细胞，研究者匹配来自plEV SDC1低、中、高的患者的肿瘤，SDC1在配对plEV中的表达与肿瘤样本密切相关。研究者观察到plEV SDC1低水平患者几乎没有染色，而plEV SDC1中高水平患者的肿瘤信号有限且强烈。为了进一步研究plEV SDC1水平与肿瘤状态之间的相关性，在开始肿瘤治疗前的术前和术后21天对GBM患者的plEVSDC1进行了评估（n=15）。总体而言，结果显示术后plEV SDC1显著下降。该研究支持了循环血浆外囊泡plEVs作为胶质瘤非侵入性诊断和监测工具的可能性，该应用有望进一步改善癌症患者早期诊断。