癌胚抗原(CEA)是一种具有人类胚胎抗原特性的酸性糖蛋白,最初发现于结肠癌和胎儿肠组织中,故名癌胚抗原。正常人血清CEA(s-CEA)浓度在5ng/mL以下,CEA升高是一种非特异性肿瘤诊断指标,常见于中晚期结肠癌、胃癌、乳腺癌等;此外长期抽烟的人有可能出现假阳性,因此CEA对肿瘤早期的临床诊断意义不大,多用于健康体检及结肠癌复发的辅助诊断。
结肠癌患者体内肿瘤细胞分泌的外泌体量大大增加,相应的外泌体运载的CEA也会增加,也就是说血清中CEA包括游离CEA(s-CEA)、exo-CEA,但是至于两者各自含量的多少以及对结肠癌诊断价值高低还不清楚。
近日,日本学者Shozo Yokoyama等提出一种简便、灵敏、特异的临床诊断方法-- ELISA检测结肠癌患者血清exo-CEA的含量:发现“血清复融温度、血清外泌体含量、外泌体溶剂成分”等是影响提取exo-CEA产量的关键因素;选取48名发生远处转移的结肠癌患者,检测其体内的exo-CEA,结果表明25°C下exo-CEA对诊断具有较高的准确度,其含量的增加能更有效提示结肠癌远处转移的可能性;此外, 临床检验科采用的s-CEA的cut-off大约为5ng/mL,而该实验数据显示exo-CEA的cut-off为2 ng/mL,提高其诊断的灵敏度(图1)。
图 1 不同cut-off下exo-CEA与s-CEA诊断的灵敏度、特异性、正确度比较
下面,请大家睁大慧眼,跟随本君来欣赏一下该文献吧。
首先,本君为大家捋一捋该实验的思路:该团队选取116名结肠癌患者以及8名健康患者;预实验:提取8名患者和8名健康者的exo-CEA,探究出提取exo-CEA的最优化条件;检测116名患者exo-CEA,比较s-CEA与exo-CEA的准确性、灵敏度及特异性。
1. 血清exo-CEA提取实验条件优化
患者血清保存在-20°C,在提取外泌体之前,需在一定温度下将冷冻血清复融,然后使用ExoQuick试剂盒提取外泌体,最后使用一定组分的重悬溶剂提取外泌体。在此过程中,该团队发现血清复融温度、血清外泌体含量、重悬溶剂成分等是影响exo-CEA产量的关键因素。
1.1 25°C是最佳血清复融温度 (如图2)
该团队采用三个温度复溶冷冻血清:4°C、25°C、37°C;复溶温度对外泌体的提取影响不大(B),但是对exo-CEA的提取影响较大, 25°C是最佳血清复融温度(C);研究者提出假设:不同温度会影响exo-CEA的抗原性,但尚需进一步的探究。
图 2
A:CD63是一种外泌体标记蛋白,WB实验测定CD63来反映外泌体的有无;
B:8名患者不同复溶温度下血清中外泌体的含量;复溶温度对外泌体的提取
C:8名患者不同复溶温度下血清中exo-CEA的含量;exo-CEA的提取影响较大,25°C是最佳血清复融温度
D:8名健康对照组不同复溶温度下血清中exo-CEA的含量;可以排除假阳性干扰
1.2 1%BSA是最适合的重悬溶剂成分(如图3)
试剂盒提取外泌体最后一步需要使用溶剂将外泌体沉淀重悬,该团队发现1%BSA是最适合的重悬溶剂成分
图 3 不同重悬溶剂提取exo-CEA含量比较
2. 25°C下exo-CEA对结肠癌远处转移诊断具有较高的准确性(如图4,5)
分析46名患者血清中exo-CEA,比较各个温度下ROC曲线下面积,25°C下exo-CEA对结肠癌远处转移诊断具有较高的准确性(图3);exo-CEA比s-CEA的临床诊断准确度更高(图4)
图 4 不同温度下exo-CEA的ROC比较
图 5 exo-CEA与s-CEA的ROC比较
结语:癌胚抗原(CEA)作为一种经典的肿瘤标志物已在临床诊断应用许久,其检测方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、电化学发光法等,本次研究者首次利用ELISA检测exo-CEA,并对其实验条件进行优化,初步形成一种简便、灵敏、特异的检测方法,但是该方法还存在一些疑问:如何提高外泌体及exo-CEA纯度,该方法是否适用于其他肿瘤标志物的诊断......路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
参考文献:Clinical implications of carcinoembryonic antigen distribution in serum exosomal fraction—Measurement by ELISA. PLOS ONE;August 17, 2017. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183337
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