Modeling EV Kinetics for Use in Early Cancer Detection.
Modeling EV Kinetics for Use in Early Cancer Detection.
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DOI：
10.1002/adbi.201900305
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发表时间：
2020-12
影响因子：
4.1
通讯作者：
Weissleder R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ferguson S;Weissleder R
肿瘤来源的细胞外囊泡（EV）是监测癌症的有前途的生物标志物。技术进步提高了我们使用蛋白质、RNA或脂质检测方法可靠地测量血液中EV的能力。然而，目前尚不清楚EV检测对于早期发现可治愈的小肿瘤的有效性。在这里，我们建立了一个数学模型来估计电动汽车测试的关键参数值和未来需求。小鼠的肿瘤体积与循环EV总数的增加密切相关，这使我们能够计算出四种不同癌症模型的EV脱落率。对人体生理学的模型外推与已发表的临床数据一致。具体来说，我们表明，目前的批量EV检测系统对检测~1 cm3的人类癌症过于不敏感~104倍。相反，我们预测新兴的单一EV方法将允许基于血液检测人类< 1 mm3的癌症。一个数学模型被用来预测循环中肿瘤来源的ev浓度作为肿瘤大小的函数。新兴的单ev技术（SEA， DEST, ddPCR）定位于检测罕见的肿瘤ev，用于早期发现人类小肿瘤（< 1 mm3）。
Tumor-derived extracellular vesicles (EV) represent promising biomarkers for monitoring cancers. Technological advances have improved our ability to measure EV reliably in blood using protein, RNA or lipid detection methods. However, it is less clear how efficacious current EV assays are for the early detection of small and thus curable tumors. Here, we developed a mathematical model to estimate key parameter values and future requirements for EV testing. Tumor volumes in mice correlated well with increases in total number of circulating EV allowing us to calculate EV shed rates for four different published cancer models. Model extrapolations to human physiology showed good agreement with published clinical data. Specifically, we show that current bulk EV detection systems are ~104 -fold too insensitive to detect human cancers of ~1 cm3. Conversely, we predict that emerging single EV methods will allow blood based detection of cancers of < 1 mm3 in humans. A mathematical-model was used to predict the concentration of tumor-derived EVs in circulation as a function of tumor size. Emerging single-EV technologies (SEA, DEST, ddPCR) are positioned to detect rare, tumor-EVs for the early discovery of small tumors (< 1 mm3) in humans.
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