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結直腸癌是最常見的惡性腫瘤之一，2019年估計全美有101,420例結腸癌和接近44，180例直腸癌的新發病例。因此，早期篩查大腸癌對於改善其預後至關重要。儘管腸鏡檢查結合活檢顯著改善了結直腸癌的診斷，並且能及時發現並治療結直腸腺瘤等有可能演變成癌症的病理狀態，但它們的高度侵入性使許多病人望而卻步，影響了早期的發現與治療。
因此，目前的研究越來越多地考慮使用微創的液體活檢技術標準化篩查高風險患者，使得他們能夠早期獲得臨床的規範診斷與治療。而表達腫瘤特異性蛋白的循環細胞外囊泡（即眾多研究青睞的血漿外泌體，該研究採用了"胞外囊泡"這一名稱），正是各種癌症的潛在生物標誌物。
近日，來自浙江大學醫學院附屬第二醫院腫瘤研究所的鄭樹教授團隊的研究人員和西湖大學特聘研究員
郭天南蛋白質大數據實驗室團隊合作在Journal of Extracellular Vesicles上發表文章：A circulating extracellular vesicles-based novel screening tool for colorectal cancer revealed by shotgun and data-independent acquisition mass spectrometry，報道了利用鳥槍蛋白質組學技術發現結直腸癌血漿遊離胞外囊泡的蛋白標誌物。該研究進一步利用DIA蛋白質組學策略驗證並進行快速臨床樣本檢測，達到高效早期篩查結直腸腺瘤及癌症的目的。
鄭樹教授團隊首先使用TMT標記的蛋白質組策略在臨床樣本中選出了4個在蛋白水平和磷酸化水平均有明顯差異的候選蛋白，並使用蛋白免疫印跡法在另一組病人中進行驗證，目標鎖定了纖維蛋白原A鏈（FGA）。對人類腸癌細胞系和動物模型的研究表明，FGA 高表達的胞外囊泡可能源自癌細胞。由於這一蛋白在早先研究中被證明其在血漿中的含量與已確診結直腸癌患者的預後有關，研究人員的統計了發現隊列臨床資料，發現血漿纖維蛋白原含量不能有效地區分不同組別,即不能用於檢測診斷。這也說明了提取血漿中的胞外囊泡對於檢測是必須的。
但在臨床檢測時， 若使用TMT標記的蛋白質組策略，由於需要分餾和相對較長的液相色譜梯度，再加上標記試劑盒費用，分析十分昂貴且費時。因此，聯合西湖大學生命科學院特聘研究員郭天南團隊，優化了DIA-MS策略，將檢測通量大大提高（20分鐘可完成一個臨床樣本的蛋白質組學檢測，且只消耗1微克多肽樣本），並運用於血漿胞外囊泡的蛋白質組學鑑定，發現將驗證隊列血漿中的胞外囊泡不僅可以鑑別結直腸癌患者，還能發現結直腸腺瘤患者與健康人的差異。這一結論也獲得了靶向蛋白質組學的代表性技術：PRM-MS的實驗結果的支持。同時，團隊也直接檢測了血漿中游離FGA的含量，發現與正常組無統計學差異，提示胞外囊泡在診斷中的重要性。
目前關於胞外囊泡的科學研究仍然傾向於使用結合蔗糖密度梯度離心的超速離心分離、提純胞外囊泡，限制了檢測前樣本提取的速度。但眾多關於快速、簡便、可靠的提取技術的研究正源源不斷地湧現。我們相信，在這些手段可以被臨床應用時，結合該項研究採用的技術，可以實現對微量血漿胞外囊泡樣本進行快速、可重複的電子化分析。
此項研究為液體活檢提出一種基於數據非依賴性獲取的質譜方法（DIA-MS）作為檢測手段，有希望作為快速且低創性的篩查工具，不僅可以檢測結直腸癌，更能將結直腸腺瘤這一早期階段從健康人區分出來。
據悉，該研究的共同第一作者為博士研究生鄭希、徐凱倫、周碧婷，共同通訊作者為浙江大學醫學院附屬第二醫院邵營寬 醫生和西湖大學特聘研究員郭天南，最後通訊作者為浙江大學醫學院附屬第二醫院腫瘤研究所鄭樹教授。
原文鏈接：https://doi.org/10.1080/20013078.2020.1750202
