综述:外泌体 cargoes 作为潜伏性结核感染诊断标志物的潜力:诊断领域的新前沿?

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Clinica Chimica Acta 2.9

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  这篇综述探讨了外泌体(exosomes)在潜伏性结核感染(LTBI)诊断中的应用潜力。文章系统梳理了当前结核菌素皮肤试验(TST)和γ-干扰素释放试验(IGRA)等传统诊断方法的局限性,重点分析了外泌体携带的DNA、非编码RNA(ncRNA)、蛋白质和脂质等生物标志物在LTBI诊断中的研究进展,为结核病(TB)防控提供了新思路。

  

实验室结核诊断现状
结核病实验室诊断涵盖影像学、病理学、免疫学、分子生物学和微生物学五大领域。痰培养仍是分离活菌和药敏试验的金标准,而抗酸染色镜检作为快速筛查手段虽成本低廉,却无法区分结核分枝杆菌(Mtb)与非结核分枝杆菌。随着技术进步,γ-干扰素释放试验(IGRA)和结核菌素皮肤试验(TST)已成为潜伏性结核感染(LTBI)诊断的主要免疫学方法,但其假阴性和假阳性问题亟待解决。

外泌体分离技术突破
直径50-150nm的外泌体作为内体来源的细胞外囊泡(EVs),其分子组成能精确反映亲代细胞状态。目前超速离心、尺寸排阻色谱、聚合物沉淀和免疫亲和捕获等分离技术各具优势,但外泌体异质性和共分离污染物仍是影响标志物可靠性的关键因素。新兴的微流控技术和适配体识别方法显著提高了外泌体富集特异性,为临床检测奠定基础。

细菌囊泡的发现机制
2011年里程碑式研究发现,牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Rv均可通过差异沉降和密度梯度分离技术释放细胞外囊泡(EVs)。这些囊泡携带的脂蛋白、脂质和糖脂等毒力因子,通过调控宿主细胞因子应答、吞噬体成熟等过程参与发病机制。值得注意的是,结核杆菌囊泡与宿主来源外泌体在免疫逃逸中具有协同作用,这为理解LTBI持续感染提供了新视角。

外泌体DNA诊断价值
基于液滴数字PCR(ddPCR)的外泌体DNA(exoDNA)检测技术展现出惊人灵敏度,在含菌量极低的LTBI样本中仍可检出Mtb特异性序列。与常规核酸提取方法相比,外泌体DNA因其核酸酶抗性而稳定性显著提高,为开发超敏分子诊断提供了新思路。

非编码RNA标志物谱
外泌体包裹的microRNA、circRNA等非编码RNA(ncRNA)在宿主抗结核免疫中发挥核心调控作用。研究发现miR-99b在LTBI患者外泌体中特异性高表达,而miR-21、miR-155等则与活动性结核密切相关。这些可通过RT-qPCR扩增的ncRNA标志物,为临床实现无创诊断带来希望。

蛋白质标志物新发现
突破传统细胞因子检测局限,外泌体蛋白质组学鉴定出Rv1168c、Rv0140等新型结核休眠期相关蛋白标志物。特别是外泌体携带的ESAT-6/CFP-10抗原复合物,其检测灵敏度较常规IGRA提升3倍,为区分LTBI与既往BCG接种者提供了特异性指标。

脂质代谢特征图谱
通过脂质组学分析,研究者发现PC(12:0/22:2)、PE(16:0/18:2)等磷脂在结核患者外泌体中呈现特征性改变。结核杆菌特有的硫脂(SL-1)和酚糖脂(PGL)通过外泌体途径调控宿主细胞凋亡,这些独特脂质结构有望成为高特异性诊断靶标。

挑战与前景展望
尽管外泌体标志物在LTBI诊断中展现出巨大潜力,仍面临分离纯化复杂、标志物动态变化等挑战。未来需通过多学科协作优化外泌体捕获技术,建立大样本验证队列,并开发便携式检测设备。实现从"实验室发现"到"临床转化"的跨越,将显著提升全球结核病防控效能。

这项系统性综述揭示,外泌体作为"分子指纹"携带的多元生物信息,为破解LTBI诊断难题提供了全新解决方案。随着纳米技术和人工智能的融合发展,外泌体诊断有望成为结核病精准防控的新利器。

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