综述:循环肿瘤生物标志物检测的创新方法:脂质体技术的多维应用

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Lipids in Health and Disease 3.9

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  本文聚焦脂质体技术在循环肿瘤生物标志物(CTBs,如循环肿瘤细胞 CTCs、细胞外囊泡 EVs 等)检测中的应用。详细阐述了脂质体结构、制备技术,以及其在捕获和检测各类标志物的应用、挑战与前景,为肿瘤早期诊断和精准治疗提供新思路。

  

脂质体概述


脂质体是由磷脂等构成的纳米级囊泡,具有独特结构和良好特性。其基本构成单元是磷脂,在特定条件下可自组装成双层膜结构。根据双层膜的层数和大小,脂质体可分为单室囊泡(如小单室囊泡 SUVs、大单室囊泡 LUVs、巨大单室囊泡 GUVs)和多室囊泡(如寡层囊泡 OLVs、大多层囊泡 LMVs、多囊泡) 。
脂质体的制备技术多样,传统的薄膜水化法虽应用广泛,但亲水药物包封率较低。溶剂注射法和逆相蒸发法可提高包封率,此外还有超声、高压均质、超临界流体等后处理方法,以及曲率调制、渗透冲击等新型制备方法,能优化脂质体的结构和性能 。

脂质体在循环肿瘤细胞(CTCs)检测中的应用


CTCs 是存在于外周血中的肿瘤细胞,对肿瘤诊断和治疗意义重大,但因其数量稀少,检测难度较大。脂质体可通过靶向识别来捕获 CTCs,例如设计表皮生长因子受体(EGFR)靶向的免疫磁性脂质体(EILs),能高效捕获结直肠 CTCs,且在检测 KRAS 基因突变方面具有重要价值;利用生物正交点击化学结合杂化 EVs - 脂质体伪装的磁性囊泡,也可实现 CTCs 的富集,检测限低至 10 个 CTCs 。
在 CTCs 检测方面,脂质体检测技术具有优势。如构建免疫磁性微球(IMMS)的多位点脂质体,可准确识别非小细胞肺癌患者血液中的 CTCs,阳性分选率超 90%;基于人参皂苷 Rg3 的脂质体(Rg3 - Lp/DTX)能通过与葡萄糖转运蛋白 1(Glut1)相互作用,高效捕获 CTCs,其对模拟细胞的捕获效率是普通胆固醇脂质体的 2.17 倍 。

脂质体在细胞外囊泡(EVs)检测中的应用


EVs 是细胞分泌的膜囊泡,包含多种生物分子,可作为肿瘤生物标志物。脂质体可用于 EVs 的捕获,如构建聚二乙炔(PDA)脂质体免疫传感器,通过抗原 - 抗体相互作用,利用 PDA 独特的光学性质实现外泌体的检测,检测限为3×108个 /mL;利用尺寸排阻色谱结合荧光检测(SEC - FD)技术,通过脂质体区分小 EVs 与背景的色谱行为,可在不富集的情况下分析 sEVs 。
脂质体在 EVs 检测方面也有应用。在检测 EVs 中的 RNA 时,如利用脂质体介导的膜融合策略转染 CRISPR/Cas13a(MFS - CRISPR)平台,可检测血浆中的 miRNA,能区分乳腺癌患者和健康供体中 miR - 21 的表达差异,检测限低至1.2×103个 /mL;通过在脂质体探针上锚定互补 DNA 标签,可原位检测 EVs 中的 miRNA,能有效消除背景干扰 。在检测 EVs 中的蛋白质时,基于脂质体与功能抗体的结合,如设计抗体功能化的合成囊泡体(FSV)策略,可高效捕获真皮间质液中的 EVs;利用末端脱氧核苷酸转移酶(TdT) - 核酸适配体 - 脂质体复合物,可通过酶促信号放大检测外泌体 。

脂质体在循环肿瘤蛋白(CTPs)检测中的应用


CTPs 是肿瘤细胞分泌到循环系统中的特定蛋白,是重要的肿瘤标志物,但现有检测方法存在局限性。脂质体可用于蛋白标志物检测,如开发基于生物素化脂质体的免疫环介导等温扩增(LI - LAMP)方法,可检测尿液中的癌症蛋白标志物;利用磁性生物发光纳米脂质体(LBM)技术,可实现蛋白质标志物的快速检测,对甲胎蛋白(AFP)的检测限低至 0.016 ng/mL,优于传统检测方法 。
脂质体还可用于肿瘤特异性酶检测,如基于血清磷脂酶 A2(PLA2)与多种癌症的相关性,设计脂质体探针,通过酶促反应和石墨烯结构增强信号,可检测 PLA2活性,但血清中的芳香代谢物会干扰检测;利用辣根过氧化物酶包封的脂质体(HRP - Ls)构建的等离子体比色生物传感器,可检测肿瘤特异性端粒酶活性,实现可视化和定量检测 。

脂质体在循环肿瘤核酸(ctNAs)检测中的应用


ctNAs 是源自肿瘤细胞的核酸,可反映肿瘤的特征,但检测存在挑战。脂质体可用于 ctNAs 检测,如通过电化学阻抗谱(EIS),利用酶修饰的脂质体和纳米结构的丝网印刷电极,可检测与肿瘤发生密切相关的 miR - 222,检测限为 0.400 pM;利用 SA@Comb - HCR 纳米系统,可检测肝细胞癌相关的端粒酶 RNA(hTR),检测限低至 0.7 pM 。

结论与展望


脂质体凭借其生物相容性、稳定性和靶向性,在肿瘤标志物检测和癌症诊断方面展现出潜力,可实现对低丰度、小尺寸标志物分子的灵敏精确识别。目前,脂质体在肿瘤治疗领域已有多种药物获批,但其在 CTBs 靶向检测方面仍处于小规模或前瞻性替代试验阶段。
未来,需优化脂质体的化学修饰和功能化技术,提高其稳定性和生物相容性,增强检测系统的内源性选择性,评估探针的生物毒性、免疫原性和代谢途径。同时,可开发新型材料,研究环境敏感型脂质体,将脂质体技术与其他分子识别技术结合,构建 “一站式” 检测平台,推动脂质体在临床诊断和治疗中的广泛应用 。

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