综述:小细胞外囊泡作为液体活检在口腔黏膜疾病诊断中的临床应用:新兴视角

《Diagnostics》:Clinical Utility of Small Extracellular Vesicles as Liquid Biopsy for Oral Mucosal Disease Diagnostics: Emerging Perspectives Olawande Funmilola Adebayo, Dada Oluwaseyi Temilola, Foluso John Owotade and Manogari Chetty

【字体: 时间:2026年03月31日 来源:Diagnostics 3.3

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  本综述系统探讨了小细胞外囊泡(sEVs)作为非侵入性液体活检在口腔黏膜疾病(如手足口病、口腔扁平苔藓、口腔白斑、口腔鳞状细胞癌)早期诊断中的应用前景。文章详述了sEVs(亦称外泌体)的生物发生、组成、功能及其作为诊断生物标志物(如miRNA、蛋白质)的潜力。文中表格与示意图(例如)直观展示了sEVs的来源与应用,强调了其克服传统组织活检局限性的潜力,并指出了迈向临床转化所面临的挑战。

引言:口腔黏膜与诊断新需求
口腔黏膜是覆盖口腔内部的复层鳞状上皮,行使保护、感觉、分泌等重要功能。然而,多种疾病可累及口腔黏膜,其中一些(如口腔鳞状细胞癌)可危及生命。传统诊断金标准——组织活检存在侵入性、有创、可能因病灶异质性导致取样不准确等问题,且常因患者就诊晚而延误诊断。因此,开发一种高灵敏度、高特异性、非侵入且便捷的早期诊断方法势在必行。液体活检,特别是基于小细胞外囊泡的检测,为此带来了新希望。
小细胞外囊泡:从“细胞垃圾袋”到“信息使者”
小细胞外囊泡是直径约30-150纳米的脂质双层囊泡,曾被认为是细胞排出废物的“垃圾袋”,现被证实是细胞间通讯的关键“信使”。它们几乎存在于所有体液中,如血液、唾液,其内部承载的蛋白质、脂质、核酸(如DNA、miRNA、circRNA、lncRNA)精确反映了来源细胞的生理与病理状态,这使其成为极具潜力的疾病生物标志物来源。
sEVs通过内体途径生成:早期内体形成后,向内出芽形成多囊体,富含胆固醇的多囊体与细胞质膜融合,最终将sEVs释放到细胞外。其生物发生机制可分为依赖ESCRT(内体分选复合体)和不依赖ESCRT(如神经酰胺、四跨膜蛋白途径)两大类。
它们的组成复杂而特异。脂质(如神经酰胺、胆固醇)对维持结构至关重要;蛋白质则分为通用蛋白(如膜融合相关的热休克蛋白HSPs、ESCRT相关蛋白ALIX、TSG101)和特异性蛋白(取决于来源细胞类型和状态)。核酸成分中,微小RNA(miRNA)最为丰富,参与调控细胞发育、血管生成甚至癌变等过程。sEVs的功能广泛,涉及细胞信号传递、免疫调节、干细胞发育分化,并在肿瘤进展、转移和病原体传播中扮演角色。示意图总结了sEVs的来源及其在多组学领域的下游应用。
sEVs的分离与鉴定:通往应用的必经之路
从体液中高效、高纯度地分离sEVs是研究与应用的前提。现有方法各具特点:基于物理性质的超速离心、尺寸排阻色谱法能获得高纯度sEVs但过程复杂、设备昂贵;基于生化特性的免疫亲和捕获法特异性高,成本也高;而沉淀法(如ExoquickTM试剂盒)虽操作简单、产量高,但纯度相对较低。微流控技术则整合了物理与生化原理,是新兴方向。
分离后,需对sEVs进行表征。定量表征最常用,包括使用纳米颗粒追踪分析进行计数、透射电镜观察形态、动态光散射分析粒径、蛋白质印迹或ELISA检测特定蛋白标志物(如CD63、CD81)、以及通过qPCR或测序分析核酸含量。
sEVs作为口腔黏膜疾病的诊断生物标志物
手足口病(HFMD)
HFMD是由肠道病毒引起的急性传染病,主要影响儿童。一项研究发现,与健康儿童相比,HFMD患儿血清sEVs中的miR-16-5p表达上调(轻症和重症分别上调5.98倍和10.31倍),而miR-150-3p和miR-671-5p表达下调。这些差异表达的miRNA有望成为HFMD的诊断标志物,但需更多研究,尤其是在唾液sEVs中进行验证。
口腔扁平苔藓(OLP)
OLP是一种慢性免疫炎症性疾病,被世界卫生组织列为口腔潜在恶性疾患,有约1-2%的恶变风险。研究发现,OLP患者唾液sEVs中多种miRNA表达异常:miR-4484、miR-21、miR-125b、miR-203、miR-15b表达上调,而miR-125a、miR-27b、miR-146a、miR-155表达下调。此外,血浆sEVs中miR-34a-5p和miR-130b-5p上调,miR-301b-3p下调。T淋巴细胞来源的sEVs还能诱导炎症趋化因子(如MIP-1α/β、IL-10、IL-17)上调,这些分子都可能成为OLP的诊断标志物。
口腔白斑(OL)
OL是最常见的口腔潜在恶性疾患,传统诊断依赖活检。研究显示,OL患者唾液sEVs中可溶性CD44和总蛋白水平升高,且与临床严重程度正相关。这提示sEVs cargo有潜力用于OL的早期发现与监测。
口腔鳞状细胞癌(OSCC)
OSCC是最常见的口腔癌,早期诊断对改善预后至关重要。sEVs展现出巨大诊断潜力。研究发现,与健康人相比,OSCC患者唾液sEVs的尺寸、数量、浓度和聚集性均增加,且蛋白质 cargo 发生改变,如CD63表达升高,CD81、CD9表达降低。唾液sEVs中多种miRNA表达异常,例如miR-412-3p、miR-512-3p、miR-24-3p、miR-31、miR-486-5p等上调,而miR-10b-5p下调。更有一些miRNA(如miR-302b-3p、miR-517b-3p)仅在OSCC患者唾液sEVs中特异性表达。在血液sEVs中,层粘连蛋白332、载脂蛋白A1(APOA1)等蛋白以及miR-210、miR-130a等miRNA也被发现与OSCC或其淋巴结转移相关。
挑战、局限与未来方向
尽管前景广阔,sEVs诊断迈向临床仍面临诸多挑战。个体生物差异、不同分离与鉴定方法带来的技术变异、缺乏大规模临床验证以及标准操作流程的缺失,都影响了sEV生物标志物的可靠性与可重复性。液体活检技术的高成本以及对专业设备和人员的需求,也在中低收入国家构成实施障碍。
未来研究需致力于开发在资源有限环境中可行、可负担且可扩展的液体活检方案。基于人群的研究对于验证人群特异性生物标志物至关重要。持续的技术创新旨在降低成本、减少技术变异、简化操作。在政策层面,增加对卫生基础设施、实验室能力和人员培训的投入,对于将sEVs诊断整合进常规临床护理至关重要。
结论
唾液和血液来源的sEVs在口腔黏膜疾病诊断中展现出巨大潜力。大量证据表明,sEV cargo(特别是miRNA和特定蛋白质)在手足口病、口腔扁平苔藓、口腔白斑和口腔鳞状细胞癌等疾病中会发生特异性改变。这些分子特征不仅为早期检测,也为监测疾病进展和治疗反应提供了希望。通过持续的科研、技术和政策进步,基于细胞外囊泡的诊断有望成为精准口腔医学的核心组成部分。

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