在醫學領域，結直腸癌（CRC）長期以來一直是威脅人類健康的重大難題。據統計，結直腸癌的發病率和死亡率在各類癌症中居高不下，嚴重影響患者的生活質量與生命預期。令人欣慰的是，臨床研究表明，若能在疾病早期確診，患者的5年生存率可達約90%。因此，開發高靈敏度的早期診斷方法，對提升結直腸癌患者的預後水平、降低死亡率具有至關重要的意義，也是當前腫瘤醫學研究的重點方向之一。
近期，發表於Commun Biol的一項研究The proteomic landscape of stool-derived extracellular vesicles in patients with pre-cancerous lesions and colorectal cancer聚焦於糞便來源的細胞外囊泡（EVs），為結直腸癌早期診斷帶來了新的思路。
細胞外囊泡是細胞分泌的微小顆粒，內含核酸、蛋白質等重要物質，在細胞間通訊中發揮關鍵作用。從糞便中獲取的EVs，可能攜帶與結直腸癌相關的生物標誌物，有望成為早期診斷的有力幫手。此前研究已證實，尺寸排阻色譜（SEC）聯合超濾（UF-100kDa）適用於分離人糞便上清液中的EVs，本研究在此基礎上進行了深入探索。
研究人員評估了多種EVs濃縮方法，包括不同截留分子量（10 kDa、30 kDa、50 kDa、100 kDa）的超濾以及速度真空法，隨後利用質譜技術分析了宿主和細菌的EVs蛋白質組，取得了一系列重要成果。
在濃縮方法對糞便EVs蛋白質和RNA特徵的影響方面，不同的濃縮方法對蛋白質和RNA的回收、純度、產量等方面的影響有限。雖然隨著超濾截留分子量的增大，視覺上的雜質有所減少，但蛋白質產量會降低。綜合來看，UF-100kDa在純度方面表現最佳，而速度真空法雖然蛋白質產量高，但雜質較多，蛋白質多樣性降低，不太適合用於糞便EVs的濃縮。
對糞便EVs蛋白質組的分析發現，其蛋白質組具有獨特的特徵。在人類蛋白質組方面，不同濃縮方法對人源蛋白質的檢測數量和EV標記物的丰度影響較小。糞便EVs的蛋白質組與血漿、尿液等常見生物流體有顯著差異，主要由免疫球蛋白和水解酶組成，其中胰腺酶的含量尤為豐富。研究還發現，胰腺來源的酶原顆粒很可能與糞便EVs一起被分離出來，這為理解糞便EVs的組成提供了新的視角。
圖 1：糞便來源EVs的人類蛋白質組研究
在細菌蛋白質組方面，雖然細菌蛋白質組複雜多樣，但人源蛋白質在糞便中的含量更為豐富。研究人員還鑑定出了一些可能用於區分細菌和宿主來源EVs的標記物，這對於進一步研究腸道微生物群與宿主之間的相互作用具有重要意義。
值得一提的是，研究人員在糞便EVs中檢測到了多種結腸富集和特異性蛋白質。他們一共鑑定出12種與結腸相關的蛋白質，其中10種位於細胞表面。這些蛋白質在經過超濾濃縮的EVs中更為豐富，例如PIGR、ITLN1和CEACAM5等。這些發現為富集結腸特異性EVs提供了潛在的靶點，有望用於結直腸癌的早期診斷。
圖 2：糞便EVs中結腸富集/特異性蛋白質
圖 3：在糞便來源細胞外囊泡中鑑定出的細菌蛋白質
總的來說，這項研究為結直腸癌的早期診斷提供了重要的理論依據和潛在的生物標誌物。它不僅驗證了SEC聯合UF分離糞便EVs的有效性，還揭示了糞便EVs的蛋白質組特徵，發現了酶原顆粒和中性粒細胞胞外陷阱與糞便EVs共分離的現象，以及確定了結腸來源EVs的表面標記物。
這些發現為未來結直腸癌及其他胃腸道惡性腫瘤的研究提供了重要依據。說不定在不久的將來，醫生透過簡單的糞便檢測，就能精準發現早期癌症，為我們的健康築起堅固防線！
參考文獻：
Northrop-Albrecht EJ, Kim Y, Taylor WR, Majumder S, Kisiel JB, Lucien F. The proteomic landscape of stool-derived extracellular vesicles in patients with pre-cancerous lesions and colorectal cancer. Commun Biol. 2025;8(1):228. Published 2025 Feb 13. doi:10.1038/s42003-025-07652-5
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