外泌體在胃癌診療中的研究進(jìn)展*

蔣進(jìn)勛 張世杰 王震

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年胃癌在全球癌癥發(fā)病率及死亡率分別位居第5 位和第4 位[1]。胃癌的早發(fā)現(xiàn)、早診斷與早治療，對提高其治療效果至關(guān)重要?，F(xiàn)階段，除了手術(shù)，放療、化療，靶向和免疫治療外，研究者們?nèi)栽诓粩嗵剿餍碌脑\療方法。外泌體是生物體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞均會分泌的一種納米囊泡，包含多種生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、RNA、DNA 等。這些生物活性物質(zhì)可以傳遞到受體細(xì)胞，介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生發(fā)展、耐藥及免疫應(yīng)答等多種致病進(jìn)程。鑒于外泌體的特征，其具有作為腫瘤早期診斷的生物標(biāo)志物及治療載體的潛能。本文對外泌體在胃癌進(jìn)展的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 外泌體概述

外泌體是生物體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞分泌的一種直徑為40～160 nm 的囊泡，其中富含多種蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸及其他功能分子，作為細(xì)胞間通訊的一種功能介質(zhì)，傳遞多種生物信息并介導(dǎo)受體細(xì)胞的生物進(jìn)程，在許多生理和病理過程中起著重要作用。外泌體的大小可分為40～75 nm、75～100 nm 和100～160 nm，不同大小的外泌體意味著不同的囊泡含量。不同外泌體對受體細(xì)胞的影響不同，因其細(xì)胞表面受體的差異表達(dá)，在不同的目標(biāo)細(xì)胞類型中這種功能異質(zhì)性可以導(dǎo)致一組外泌體誘導(dǎo)細(xì)胞存活，另一組誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或者誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)等[2]。腫瘤微環(huán)境中各類型的細(xì)胞均具有釋放外泌體的功能，包括上皮細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、細(xì)胞毒性T 細(xì)胞、血小板、網(wǎng)織紅細(xì)胞、肥大細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞，上述細(xì)胞分泌的外泌體量比正常細(xì)胞更多，這類外泌體積極參與腫瘤微環(huán)境內(nèi)的信息傳遞[3]。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體主要通過自分泌信號在腫瘤微環(huán)境內(nèi)局部傳遞信息，最后系統(tǒng)地傳遞至遠(yuǎn)處的組織器官[4]。由于外泌體的生物相容性、低免疫原性和可通過各種屏障等特點(diǎn)，被認(rèn)為具有作為胃癌診治與預(yù)后判斷標(biāo)志物的潛能，可用于胃癌的早期診斷與治療，并可判斷預(yù)后。

2 外泌體對胃癌的影響

2.1 外泌體與胃癌血管生成

過度的血管生長或異常重塑會促進(jìn)包括腫瘤在內(nèi)的諸多疾病進(jìn)展，血管是腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的途徑，血管生成是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵因素[5]。Chen 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞分泌的外泌體中的非編碼RNA X26nt，可通過降低血管內(nèi)皮鈣黏蛋白的表達(dá)來促進(jìn)人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞血管生成。另有研究發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞來源的外泌體所攜帶的YB-1（Y-box 結(jié)合蛋白1）和miR-23a 等可通過增加血管生成因子的表達(dá)促進(jìn)胃癌血管生成[7-8]。 Zhang 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，circFCHO2 通過海綿化miR-194-5p 激活JAK1/STAT3 通路，促進(jìn)胃癌血管生成。Chen 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體攜帶的microRNA-6 785-5p 可抑制胃癌的血管生成。綜上所述，外泌體在胃癌血管生成這一進(jìn)程中具有重要作用，不同來源的外泌體對胃癌血管生成的作用不同。

2.2 外泌體與胃癌增殖

惡性腫瘤具有異常增殖、浸潤性和轉(zhuǎn)移性等特征，外泌體與其緊密聯(lián)系（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，胃癌外泌體可誘導(dǎo)周圍非癌性胃上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和纖維性癌變[11]，而腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞來源的外泌體circ_0088300通過充當(dāng)miR-1 305 的“海綿”以促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[12]；腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞外泌體通過提高胃癌中P38 的磷酸化和程序性死亡配體1 的表達(dá)以促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移，并抑制胃癌細(xì)胞的凋亡[13]。由此可見，抑制凋亡是外泌體促進(jìn)胃癌進(jìn)展的機(jī)制之一。多項(xiàng)研究證實(shí)，胃癌細(xì)胞外泌體miR-15b-3p、miR-552-5p 等均有抑制胃癌細(xì)胞凋亡的功能[14-15]。胃癌外泌體可通過促進(jìn)周圍正常細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化及抑制凋亡，促進(jìn)胃癌的形成與進(jìn)展。通過外泌體阻斷上述進(jìn)程，從而達(dá)到治療目的，可作為探索的新方向。

圖1 外泌體及所含物質(zhì)調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲、血管生成和遷移（Created with BioRender.com）

2.3 外泌體與胃癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移

腹腔種植轉(zhuǎn)移是胃癌轉(zhuǎn)移的常見途徑，預(yù)后差。以往預(yù)測復(fù)發(fā)和腹腔種植轉(zhuǎn)移的方法有定期CT、胃鏡檢查和血清腫瘤標(biāo)記物的檢測。近年來通過檢測胃癌患者外泌體預(yù)測病情進(jìn)展逐漸被關(guān)注。Tokuhisa 等[16]發(fā)現(xiàn)腹腔灌洗液中外泌體miR-21 和miR-1225-5p 可作為胃癌切除術(shù)后腹膜轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物，從而為胃癌腹膜轉(zhuǎn)移的早期診斷提供一種新的方法。Ohzawa 等[17]發(fā)現(xiàn)腹腔灌洗液外泌體miR-29b-3p 低表達(dá)的患者比高表達(dá)的患者腹膜轉(zhuǎn)移可能性更高，總生存期更差，并指出腹腔灌洗液中miR-29b-3p 表達(dá)降低是術(shù)后腹腔種植轉(zhuǎn)移的預(yù)測因子。Soeda 等[18]發(fā)現(xiàn)血漿外泌體miR-21 和ex-miR-92a 可作為預(yù)測Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者腹膜轉(zhuǎn)移和預(yù)后的生物標(biāo)志物。Zhu 等[19]發(fā)現(xiàn)胃癌外泌體miR-106a 通過整合腹膜間皮細(xì)胞破壞間皮屏障，促進(jìn)胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。除了腹膜轉(zhuǎn)移，外泌體在胃癌的其他轉(zhuǎn)移途徑中也發(fā)揮重要作用，Qiu 等[20]發(fā)現(xiàn)胃癌來源的外泌體miR-519a-3p 通過誘導(dǎo)肝內(nèi)m2 樣巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的血管生成來促進(jìn)肝轉(zhuǎn)移。Shen 等[21]發(fā)現(xiàn)胃癌外泌體hsa_circ_0000437通過HSPA2-ERK 信號通路誘導(dǎo)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。外泌體與胃癌的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移聯(lián)系緊密。通過檢測外泌體預(yù)測胃癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，是探索的重要方向。

2.4 外泌體與胃癌耐藥

耐藥是包括胃癌在內(nèi)的各種惡性腫瘤治療的難題，其進(jìn)展迅速，預(yù)后差。研究發(fā)現(xiàn)，耐藥的主要機(jī)制為藥物排出增加，DNA 損傷修復(fù)及凋亡相關(guān)，藥物代謝改變，藥物作用靶點(diǎn)失靈以及DNA 甲基化相關(guān)表觀遺傳學(xué)等[22]。近來，外泌體在胃癌耐藥中的作用得到關(guān)注。Wang 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，紫杉醇耐藥胃癌細(xì)胞分泌的外泌體miR-155-5p 可通過抑制GATA3 和TP53INP1 的表達(dá)來誘導(dǎo)紫杉醇敏感胃癌細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和化療耐藥。另有研究表明，胃癌外泌體Circ-PVT1 通過miR-30a-5p/YAP1 軸調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞中的自噬、侵襲和凋亡來促進(jìn)順鉑耐藥[24]。順鉑耐藥胃癌細(xì)胞外泌體MiR-500a-3p 通過負(fù)向調(diào)控FBXW7 促進(jìn)胃癌細(xì)胞的順鉑耐藥和細(xì)胞干性[25]。轉(zhuǎn)錄因子激活增強(qiáng)子結(jié)合蛋白2e（TFAP2E）的高甲基化通過外泌體miR-106a-5p 和miR421 促進(jìn)胃癌細(xì)胞5-氟尿嘧啶耐藥[26]。綜上所述，外泌體參與胃癌細(xì)胞的耐藥進(jìn)程。但相關(guān)方面鮮有研究，具體的機(jī)制探索不夠深入。因此，仍需繼續(xù)探索外泌體在胃癌耐藥中的作用機(jī)制，以期解決胃癌耐藥這一臨床難題。

3 外泌體在胃癌診斷中的作用

早診早治在腫瘤治療中起著重要作用?，F(xiàn)階段外泌體在胃癌診斷中的作用大多體現(xiàn)在液體活檢領(lǐng)域（表1）。Guo 等[27]研究表明循環(huán)外泌體lncRNAGC1可能作為檢測早期胃癌（early gastric cancer，EGC）和監(jiān)測疾病進(jìn)展的非侵入性生物標(biāo)志物，將循環(huán)外泌體lncRNA-GC1 檢測與內(nèi)鏡檢查相結(jié)合，可提高GC 的早期診斷率。另有研究表明血清外泌體miR-92b-3p、miR-146b-5p、miR-9-5p 和let-7g-5p 可作為早期診斷胃癌的潛在非侵入性生物標(biāo)志物[28]。EGC 的診斷備受關(guān)注，Sun 等[29]研究表明ITIH4 是EGC 患者的關(guān)鍵生物標(biāo)志物，其在EGC 組的血清中所具有的特異性最高（94.44%），顯著高于進(jìn)展期胃癌組、低級別上皮內(nèi)瘤變組、幽門螺旋桿菌感染組、其他系統(tǒng)惡性腫瘤和正常對照組。Yoon 等[30]研究表明血清外泌體GKN1 是用于早期診斷胃癌的一種高特異性的標(biāo)志物，其能有效地區(qū)分胃癌患者與結(jié)腸直腸癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌患者，AUC>0.94。外泌體作為生物標(biāo)志物應(yīng)用于胃癌早期診斷是目前研究的熱點(diǎn)，但很多結(jié)論仍需進(jìn)一步驗(yàn)證，以期早期應(yīng)用于臨床實(shí)踐。

表1 胃癌中潛在外泌體血漿生物標(biāo)志物

4 外泌體在胃癌治療中的應(yīng)用

外泌體作為一種天然的載體，與傳統(tǒng)化療藥物相比有一定的優(yōu)勢。Qiao 等[34]的研究證實(shí)外泌體靶向母體腫瘤的能力，為研究者設(shè)計(jì)靶向藥物提供新途徑。Zhang 等[35]研究表明外泌體中包裝的肝細(xì)胞生長因子HGF siRNA能夠轉(zhuǎn)運(yùn)至胃癌細(xì)胞中，顯著降低HGF表達(dá)，從而抑制胃癌細(xì)胞的增殖和血管生成，證明外泌體具有通過遞送siRNA用于靶向腫瘤治療的潛力。外泌體不僅能夠通過攜帶siRNA 靶向治療腫瘤，還能夠通過攜帶抑制劑改變胃癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性。Ji 等[36]研究表明負(fù)載miR-374a-5p 抑制劑的外泌體能夠逆轉(zhuǎn)胃癌細(xì)胞奧沙利鉑耐藥性，成為奧沙利鉑難治性胃癌患者的備選治療方法，并且為胃癌診斷和預(yù)后提供潛在的生物標(biāo)志物。研究者們不僅研究外泌體所攜帶的物質(zhì)，還聚焦于外泌體本身。Kim 等[37]將工程細(xì)胞的靶向能力與含藥外泌體的生物相容性相結(jié)合，證明其具有靶向癌細(xì)胞并延長其在癌細(xì)胞代謝的功能，能改善藥物對于癌癥的治療效果，開發(fā)一種新型的治療思路。隨著免疫治療在胃癌中的興起，外泌體在胃癌免疫治療中的作用逐漸被重視。Li 等[38]研究表明攜帶miR-16-5p 的M1 巨噬細(xì)胞來源外泌體通過PDL1 激活T 細(xì)胞免疫應(yīng)答對胃癌進(jìn)展產(chǎn)生抑制作用，該研究表現(xiàn)出M1 巨噬細(xì)胞在胃癌基于細(xì)胞療法中的應(yīng)用前景。在多組學(xué)研究方面，Zhu 等[39]研究證實(shí)胃癌來源的外泌體能夠攜帶聚集誘導(dǎo)發(fā)射發(fā)光體（AIEgens）和質(zhì)子泵抑制劑，其中質(zhì)子泵抑制劑可抑制細(xì)胞谷氨酰胺代謝，減少腫瘤細(xì)谷胱甘肽和ATP 的產(chǎn)生，并提高來自AIEgens 的Ⅰ型光動力療法的效果。該方法用于胃癌細(xì)胞株MGC803 構(gòu)建的皮下瘤模型，其具有較高的腫瘤生長抑制率，甚至可以促進(jìn)腫瘤免疫原性死亡。

5 結(jié)語與展望

外泌體參與胃癌的血管生成，增殖、侵襲與遷移、復(fù)發(fā)等多個(gè)生物過程，還參與胃癌細(xì)胞耐藥性的調(diào)控，在胃癌的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用。由于腫瘤細(xì)胞外泌體中含有多種生物活性物質(zhì)，其可應(yīng)用于胃癌的早期診斷。此外，外泌體具有較好的生物相容性，可通過生物屏障，作為化療以及免疫治療等藥物的載體，以提高藥物的靶向性、減少治療帶來的不良反應(yīng)。這充分展現(xiàn)外泌體能夠作為含藥載體靶向受體細(xì)胞的潛力，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，目前外泌體的提取流程與特異性標(biāo)志物尚缺乏權(quán)威、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有提取的“外泌體”可能不僅是單一粒徑類型的外泌體，其中含粒徑在40～160 nm 之間的各種囊泡。目前尚不能明確是同一粒徑的外泌體的作用，或是由其他囊泡共同參與的結(jié)果。胃癌耐藥機(jī)制方面，在甲基化與外泌體的聯(lián)合研究等不夠深入，仍需繼續(xù)探究其深層機(jī)制。此外，外泌體在胃癌臨床診斷、治療，以及預(yù)測復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移中的價(jià)值，需要進(jìn)一步證實(shí)，才能真正向臨床轉(zhuǎn)化，以期為胃癌的早期診斷與個(gè)體化治療提供新策略，為胃癌患者提供新希望。

本文無影響其科學(xué)性與可信度的利益沖突。