登上Cell子刊：熱景生物開發基于細胞外囊泡miRNA的早期肝癌液體活檢技術

　　肝癌是全球癌癥相關死亡的主要原因，預計到2025年將導致超過100萬人死亡。肝細胞癌（HCC）是最常見的肝癌類型，約占所有原發性肝癌的85%。肝細胞癌患者的生存率非常之低，只有約18%的患者在確診后能存活超過5年。這種高死亡率在很大程度上歸因于缺乏有效的早期診斷策略。

　　肝細胞癌的預后取決于診斷時的疾病階段。對于晚期患者，5年生存率低于5%，而對于早期診斷患者則超過70%。目前，對于有肝硬化和慢性乙型肝炎病毒感染等高危人群的肝細胞癌的篩查和監測的標準方法包括腹部超聲檢查和血清甲胎蛋白（AFP）測量。之前的研究顯示，僅使用超聲檢查檢測早期肝細胞癌的敏感性僅為45%，結合AFP后則上升至63%。此外，肝細胞癌的篩查利用率仍然很低，由于未能堅持進行超聲篩查，只有不到20%的高危患者參與了早期檢測項目。

　　因此，迫切需要開發一種創傷小且準確度高的肝細胞癌檢測方法。

　　2024年9月5日，熱景生物高琦、軍事醫學科學院微生物流行病研究所楊瑞馥、首都醫科大學附屬北京地壇醫院金榮華、中國人民解放軍總醫院第一醫學中心趙之明等人在

　　Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上發表了題為：Five miRNAs identified in fucosylated extracellular vesicles as non-invasive diagnostic signatures for hepatocellular carcinoma的研究論文。

　　該研究介紹了一種從血清中分離巖藻糖基化細胞外囊泡（Fu-EV）的方法——GIyExo-Capture，并從分離的Fu-EV中確定了5種miRNA作為肝細胞癌的診斷標志物，從而提供了一種高通量、快速且非侵入性的早期肝細胞癌檢測方法。

　　液體活檢（Liquid biopsy）被認為是早期檢測肝癌的一種有前途的方法。它包括分析腫瘤成分，主要是腫瘤細胞和核酸，這些成分由腫瘤釋放到血液中。在核酸領域，miRNA是一種單鏈、小非編碼RNA，通常長度為18-22個核苷酸。miRNA在多種癌癥，包括肝癌中經常發生異常，參與各種癌癥生物學過程，促進腫瘤生長、細胞凋亡、進展、轉移和免疫逃避以及藥物抵抗。

　　目前的研究表明，miRNA有望成為人類癌癥液體活檢的潛在候選者。此外，循環miRNA已被改進為早期檢測肝細胞癌的有前途的分子。然而，游離miRNA（cf-miRNA）不僅可以來自腫瘤細胞，還可以來自凋亡細胞和免疫細胞等其他來源，這給基于miRNA的生物標志物的特異性帶來了挑戰。因此，cf-miRNA來源的潛在異質性可能限制了miRNA作為生物標志物的特異性。

　　另一種有前途的液體活檢方法是檢測細胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EV）。EV是直徑為40-160納米的脂質雙層膜包裹結構，由大多數細胞分泌，并在體液中穩定循環。EV含有來自其起源細胞的多種生物化學信號，包括遺傳物質、蛋白質和脂質。許多研究表明，EV參與細胞間通訊，通過向腫瘤微環境中的目標細胞傳遞分子貨物，促進腫瘤發生和生長。此外，由于其彈性脂質雙層膜，EV具有固有穩定性，可以在具有挑戰性的腫瘤微環境中持續循環，并在生理條件下維持穩定。這種非凡的生物學穩定性確保了可靠的EV分離和檢測，并允許延長標本的儲存時間。這些優勢使EV成為像肝細胞癌這樣的癌癥可靠的生物標志物來源。

　　研究團隊認為，EV中攜帶的miRNA是肝癌初步篩查的極具潛力的候選生物標志物。然而，由于EV的體積小且異質性，導致其難以高效地分離和特異性檢測。由于癌細胞來源的EV僅占體液中EV的一小部分，因此實現超高靈敏度和特異性的識別對于推進基于EV的癌癥診斷至關重要。

　　此外，目前開發的多種EV分離和核酸檢測的方法仍然存在調整，包括靈敏度和特異性有限，以及純度和通量問題，這影響了學術研究和實際應用。

　　因此，開發一種有效的從血清中提取和富集腫瘤來源細胞外囊泡（EV）的方法，是利用EV內容物進行腫瘤篩查的關鍵挑戰。

　　幸運的是，腫瘤細胞經常產生與正常細胞相比具有獨特結構和表達水平的表面聚糖。因此，腫瘤來源EV的膜表面應該顯示出顯著富集的巖藻糖基化蛋白質，這些蛋白質與EV和其分泌來源的母細胞之間的糖基化結構共享相似性。此外，蛋白核心巖藻糖基化的過度表達是人類肝細胞癌發生和進展的關鍵事件。

　　在這項最新研究中，研究團隊開發了一種創新的EV分離方法，稱為GlyExo-Capture技術，利用凝集素對EV膜上的巖藻糖的親和力，可以從液體樣本中高通量、快速地富集巖藻糖基化的EV（Fu-EV），從而提高基于EV的癌癥診斷的潛力。

　　研究團隊對大量來自肝癌、肝硬化和肝炎患者以及健康對照組的臨床樣本進行了廣泛的miRNA轉錄組分析，以識別能夠區分肝癌與非肝癌的EV-miRNA標志物。在識別潛在的生物標志物之后，研究團隊在多個獨立臨床隊列中進行驗證，從而推進肝癌檢測方法的發展。

　　具體來說，研究團隊分析了88例肝細胞癌患者和179例非肝細胞癌對照組的Fu-EV的miRNA譜，從中確定了hsa-let-7a、hsa-miR-21、hsa-miR-125a、hsa-miR-200a和hsa-miR-150這五種miRNA作為肝細胞癌診斷的生物標志物。

　　這5種miRNA組合在194例肝細胞癌和412例非肝細胞癌對照組的綜合隊列中顯示出卓越的肝細胞癌診斷性能，敏感性為0.90，特異性為0.92，顯著優于甲胎蛋白（AFP）和脫γ-羧基凝血酶原（DCP）的性能。值得注意的是，該miRNA模型在早期肝細胞癌（0期和A期）的召回率分別為85.7%和90.8%，識別出88.1%的AFP陰性肝細胞癌病例，并能有效地將肝細胞癌與其他癌癥區分開來。總的來說，這項研究提供了一種高通量、快速且非侵入性的早期肝細胞癌檢測方法。