范清泉 綜述，宋曉玲，顧 鈞 審校

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院普通外科，上海 200092）

胃癌是全球范圍內(nèi)一種重要的惡性疾病，在我國其發(fā)病率居惡性腫瘤的第2位，居消化道惡性腫瘤的首位。胃癌病人早期往往缺乏典型臨床表現(xiàn)，因此很多病人在確診時就已喪失根治性手術(shù)機會。雖然目前胃癌的治療策略趨于多樣，但胃癌晚期病人的預(yù)后仍無明顯改善，導(dǎo)致其成為世界范圍內(nèi)癌癥相關(guān)死亡的第三大病因[1-2]。因此，發(fā)現(xiàn)具有高靈敏度和特異度的無創(chuàng)生物標(biāo)志物、探明胃癌發(fā)生和發(fā)展過程中的分子機制、尋找胃癌治療的新方向，對于提高胃癌的診治水平和改善病人預(yù)后具有極大意義[3]。

外泌體是由細(xì)胞分泌，其直徑為40～150 nm，具有膜結(jié)構(gòu)的囊泡。1893年，外泌體首次發(fā)現(xiàn)于綿羊的網(wǎng)織紅細(xì)胞[4-5]。后續(xù)對外泌體的研究證實機體絕大數(shù)細(xì)胞均可分泌外泌體，并在血漿、尿液、胃液、腦脊液等均發(fā)現(xiàn)有外泌體[5]。產(chǎn)生機制上，細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成早期內(nèi)體，早期內(nèi)體膜內(nèi)向萌芽，使得胞質(zhì)蛋白和其他成分進入后，形成晚期內(nèi)體即多囊泡體。之后，大多數(shù)多囊泡體會與溶酶體融合隨之降解，部分多囊泡體與細(xì)胞質(zhì)膜融合時釋放出腔內(nèi)囊泡至胞外即為外泌體。外泌體產(chǎn)生過程中受到依賴內(nèi)吞體分選復(fù)合物或非依賴內(nèi)吞體分選復(fù)合物的調(diào)控，干擾素1、皮動蛋白（具有多種不同細(xì)胞功能的蛋白質(zhì)）等也參與影響外泌體的產(chǎn)生和分泌[5]。外泌體內(nèi)含有豐富的非編碼RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、脫氧核糖核酸及細(xì)胞因子，不同類型細(xì)胞分泌的外泌體內(nèi)容物種類和豐度具有細(xì)胞特異性，同一類型細(xì)胞在不同狀態(tài)或受到不同刺激所產(chǎn)生的外泌體也不盡相同[6]。在功能上，外泌體起初被視為細(xì)胞清理代謝廢物的載體。進一步研究表明，外泌體在機體正常生長發(fā)育及病理過程中均發(fā)揮重要功能[7]。腫瘤細(xì)胞通常較正常細(xì)胞產(chǎn)生更多外泌體，當(dāng)外泌體被鄰近或遠(yuǎn)處的細(xì)胞吸收后會調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的狀態(tài)及功能[8]。近年來，大量研究表明，來源于胃癌細(xì)胞的外泌體能顯著改變局部和遠(yuǎn)處組織微環(huán)境，在腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移、抗腫瘤過程中發(fā)揮重要作用。本文就外泌體在胃癌中的最新研究進展及臨床診療方面作一綜述。

1 外泌體與胃癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及腫瘤微環(huán)境

胃癌的發(fā)生、發(fā)展涉及機制十分復(fù)雜，其中局部浸潤、轉(zhuǎn)移、無限增殖等是癌癥的基本特征。目前認(rèn)為，在腫瘤的多級發(fā)展中，不僅是癌細(xì)胞數(shù)量級增長，還涉及微環(huán)境中多種細(xì)胞，其相互影響，共同營造影響腫瘤生長的腫瘤微環(huán)境[9]。Shi等[10]研究發(fā)現(xiàn)，外泌體中miR-155-5p 通過靶向作用于胃癌細(xì)胞中腫瘤蛋白53 誘導(dǎo)的核蛋白1 mRNA 充當(dāng)致癌基因，將胃癌細(xì)胞與富含miR-155-5p的外泌體共培養(yǎng)，使得胃癌細(xì)胞增殖和遷移能力增強。胃動蛋白1（gastrokine 1,GKN1）是一種胃特異性腫瘤抑制因子，當(dāng)胃癌細(xì)胞特異性攝取正常胃黏膜上皮分泌含有GKN1 的外泌體入胞后，GKN1 與大鼠肉瘤（rat sarcoma,Ras）蛋白結(jié)合并抑制Ras 蛋白與B-Raf 原癌基因絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶、C-Raf 原癌基因絲氨酸/蘇氨酸蛋白激結(jié)合。GKN1 除了通過下調(diào)胃癌細(xì)胞中的Ras-Raf-絲裂原活化蛋白激酶激酶-絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinas, MAPK）信號通路抑制腫瘤的發(fā)生外，還可抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化來抑制胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[11]。腹膜轉(zhuǎn)移是胃癌的主要轉(zhuǎn)移途徑，胃癌病人一半以上發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移，但影響因素尚未完全明確。腹膜間皮細(xì)胞位于腹膜的最表層，其經(jīng)歷間皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，可為轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞提供有利的生長環(huán)境，在腹膜轉(zhuǎn)移中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[12]。Zhu 等[13]研究表明，腹膜間皮細(xì)胞攝取胃癌細(xì)胞衍生含miR-106a 的外泌體后，腹膜間皮細(xì)胞中miR-106a 水平升高會導(dǎo)致腹膜間皮細(xì)胞凋亡減少。miR-106a靶向抑制負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子Smad7（drosophila mothers against decapentaplegic homolog 7）的表達。腹膜間皮細(xì)胞中Smad7 水平下調(diào)后使人α 平滑肌肌動蛋白和纖連蛋白水平升高，進而促進胃癌的腹膜轉(zhuǎn)移。此外，Smad7 被抑制后還會激活轉(zhuǎn)化生長因子β/Smad 信號通路來促進胃癌細(xì)胞的腹膜轉(zhuǎn)移[14]。胃癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為也受到腫瘤微環(huán)境中多種生物成分的密切調(diào)控，癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞、炎癥細(xì)胞及細(xì)胞因子是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展至關(guān)重要。Wang等[15]首次發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞外泌體中miR-27a誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞重編程為癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞，miR-27a下調(diào)成纖維細(xì)胞內(nèi)半胱氨酸甘氨酸富含蛋白2 的表達量。當(dāng)癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞中過表達miR-27a，會增強腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲和增殖的能力。此外，胃癌細(xì)胞衍生的外泌體還可影響腫瘤微環(huán)境中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的狀態(tài)及炎性因子和缺氧誘導(dǎo)因子1α 的表達，從多方面影響胃癌的惡性行為[16-18]。

綜上，外泌體內(nèi)所含生物分子可通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞內(nèi)相關(guān)信號通路、癌基因的激活或抑制、腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞狀態(tài)來影響胃癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移。

2 外泌體與胃癌的臨床診斷和治療

2.1 外泌體與胃癌診斷

傳統(tǒng)用于胃癌輔助診斷的臨床腫瘤標(biāo)志物主要包括糖類抗原724、糖類抗原199、癌胚抗原等，但用于診斷仍需結(jié)合影像學(xué)及病史等相關(guān)資料。組織病理學(xué)檢查是胃癌診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但獲取活組織屬于侵入性、有創(chuàng)性檢查，不適用于臨床大規(guī)模篩查。腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體所含生物分子成分可反映癌細(xì)胞遺傳信息或信號通路改變，并穩(wěn)定存在于血清及其他體液中。近年大量研究表明，外泌體中的生物分子在胃癌的診斷上表現(xiàn)出高敏感性和特異性[19-20]。Tang等[21]通過二代測序和生物信息學(xué)分析篩選發(fā)現(xiàn)外泌體中miR-92b-3p、let-7g-5p、miR-146b-5p 和miR-9-5p 在胃癌病人血清中較健康個體水平升高，這幾種外泌體miRNA 組合檢測的診斷能力優(yōu)于單個外泌體miRNA，將上述4 種miRNA 與癌胚抗原的聯(lián)合檢測用于診斷，曲線下面積高達0.786，可用于提高胃癌的早期診斷率。Fu 等[22]通過酶聯(lián)免疫吸附試驗和免疫印跡試驗發(fā)現(xiàn)外泌體中三方基序蛋白3水平較健康對照組水平低,有望用于胃癌的診斷。通過基因表達分析，Yamamoto 等[23]發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞中BARH 樣同源盒2（barh like homeobox 2, BARHL2）基因甲基化水平較健康對照組升高。進一步研究發(fā)現(xiàn)，胃液中外泌體BARHL2 甲基化可以反映腫瘤細(xì)胞核DNA甲基化狀態(tài)[23]。故只需通過對胃液中外泌體BARHL2 甲基化分析即有望對胃癌病人早期診斷。

綜上，通過富集體液中外泌體并對其內(nèi)生物分子成分進行檢測鑒定，或聯(lián)合現(xiàn)有生物標(biāo)志物的檢測等輔助檢查，有望用于改善胃癌的診斷。

2.2 外泌體與胃癌治療

化療是胃癌治療的重要組成部分，常用的化療藥有鉑類藥物、氟尿嘧啶等。但胃癌的化療常發(fā)生耐藥，這是晚期病人化療預(yù)后不良的主要原因。在化療耐藥過程中，耐藥腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體被受體細(xì)胞攝取后受體細(xì)胞獲得耐藥性[24]。也有研究表明，外泌體攜帶的生物分子有望逆轉(zhuǎn)耐藥。Wang等[25]發(fā)現(xiàn)帶有miR-214抑制劑的外泌體與腫瘤細(xì)胞融合后，腫瘤細(xì)胞中miR-214 水平下調(diào)和某些靶蛋白過表達，使腫瘤在體內(nèi)的生長得到抑制。類似的如肝細(xì)胞生長因子的受體細(xì)胞間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)換因子（cellular-mesenchymal epithelial transition factor,c-Met）在多種腫瘤中過表達，通過外泌體將小干擾RNA 遞送至腫瘤細(xì)胞內(nèi)，可降低腫瘤細(xì)胞內(nèi)c-Met 水平，從而顯著抑制腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲能力，并逆轉(zhuǎn)胃癌細(xì)胞對順鉑的耐藥[26]。同時外泌體具有以下特點：①外泌體是由脂質(zhì)雙分子層包裹形成的囊泡，這使得其擁有穩(wěn)定存在于循環(huán)中的能力；②外泌體表面的膜蛋白使其可被受體細(xì)胞識別并靶向內(nèi)化；③外泌體在體內(nèi)缺乏免疫原性（指能引起免疫應(yīng)答的性能），重復(fù)用藥不會引發(fā)機體免疫反應(yīng)?；谶@些優(yōu)點，外泌體有望作為胃癌治療的新方向[27-28]。

腫瘤免疫治療因可增強自身免疫系統(tǒng)并適用于多種腫瘤而受到廣泛關(guān)注。外泌體在胃癌的免疫治療中也有應(yīng)用[29]。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體運載程序性死亡配體1（programmed death ligand 1,PD-L1）到腫瘤細(xì)胞，使得腫瘤細(xì)胞免疫逃逸能力增強。當(dāng)循環(huán)中含有PD-L1 的外泌體被去除之后，程序性死亡受體1對胃癌的療效有望改善[30]。M2型巨噬細(xì)胞來源的外泌體激活P38 MAPK 信號通路來促進胃癌進展，并通過提高PD-L1 的表達實現(xiàn)免疫逃逸。Li 等[31]發(fā)現(xiàn)，來自M1 型巨噬細(xì)胞的外泌體中，miRNA-16-5p 可下調(diào)胃癌細(xì)胞PD-L1表達水平來增強T細(xì)胞依賴性免疫應(yīng)答。

綜上，利用外泌體構(gòu)建藥物運載體及對外泌體在免疫治療中的深入探索有望提高胃癌病人長期生存率，對胃癌新治療策略開發(fā)具有重要意義。

3 結(jié)語

隨著生物技術(shù)的進步及對外泌體的研究深入，發(fā)現(xiàn)一系列能穩(wěn)定存在于血液或組織液中的外泌體，并證實這些外泌體對于胃癌的早期診斷具有統(tǒng)計學(xué)價值。外泌體在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的調(diào)控機制已取得一些進展，但仍未完全了解外泌體產(chǎn)生的詳細(xì)分子調(diào)控機制，如何發(fā)揮生物學(xué)功能也有待進一步探索。外泌體收集檢測的實驗技術(shù)及成本仍有待優(yōu)化，對于臨床上的診斷價值也需要大樣本的檢驗驗證。另外，找到腫瘤治療的關(guān)鍵靶點并構(gòu)建基于外泌體的藥物遞送系統(tǒng)也存在諸多挑戰(zhàn)。外泌體的研究應(yīng)從實驗聯(lián)系臨床，密切結(jié)合新技術(shù)的進展。相信隨著對外泌體進一步的研究，胃癌的診療將迎來新的突破，讓更多病人受益。