外泌体在胃癌诊疗中的研究进展*

蒋进勋 张世杰 王震

据统计，2020 年胃癌在全球癌症发病率及死亡率分别位居第5 位和第4 位[1]。胃癌的早发现、早诊断与早治疗，对提高其治疗效果至关重要。现阶段，除了手术，放疗、化疗，靶向和免疫治疗外，研究者们仍在不断探索新的诊疗方法。外泌体是生物体内大多数细胞均会分泌的一种纳米囊泡，包含多种生物活性物质，如蛋白质、RNA、DNA 等。这些生物活性物质可以传递到受体细胞，介导肿瘤的发生发展、耐药及免疫应答等多种致病进程。鉴于外泌体的特征，其具有作为肿瘤早期诊断的生物标志物及治疗载体的潜能。本文对外泌体在胃癌进展的相关研究进行综述。

外泌体是生物体内大多数细胞分泌的一种直径为40～160 nm 的囊泡，其中富含多种蛋白质、脂质、核酸及其他功能分子，作为细胞间通讯的一种功能介质，传递多种生物信息并介导受体细胞的生物进程，在许多生理和病理过程中起着重要作用。外泌体的大小可分为40～75 nm、75～100 nm 和100～160 nm，不同大小的外泌体意味着不同的囊泡含量。不同外泌体对受体细胞的影响不同，因其细胞表面受体的差异表达，在不同的目标细胞类型中这种功能异质性可以导致一组外泌体诱导细胞存活，另一组诱导细胞凋亡或者诱导免疫调节等[2]。肿瘤微环境中各类型的细胞均具有释放外泌体的功能，包括上皮细胞、树突状细胞、B 淋巴细胞、细胞毒性T 细胞、血小板、网织红细胞、肥大细胞、脂肪细胞和肿瘤细胞，上述细胞分泌的外泌体量比正常细胞更多，这类外泌体积极参与肿瘤微环境内的信息传递[3]。研究发现，外泌体主要通过自分泌信号在肿瘤微环境内局部传递信息，最后系统地传递至远处的组织器官[4]。由于外泌体的生物相容性、低免疫原性和可通过各种屏障等特点，被认为具有作为胃癌诊治与预后判断标志物的潜能，可用于胃癌的早期诊断与治疗，并可判断预后。

2.1 外泌体与胃癌血管生成

过度的血管生长或异常重塑会促进包括肿瘤在内的诸多疾病进展，血管是肿瘤细胞转移的途径，血管生成是肿瘤进展的关键因素[5]。Chen 等[6]研究发现，胃癌细胞分泌的外泌体中的非编码RNA X26nt，可通过降低血管内皮钙黏蛋白的表达来促进人脐静脉血管内皮细胞血管生成。另有研究发现，胃癌细胞来源的外泌体所携带的YB-1（Y-box 结合蛋白1）和miR-23a 等可通过增加血管生成因子的表达促进胃癌血管生成[7-8]。

Zhang 等[9]研究发现，circFCHO2 通过海绵化miR-194-5p 激活JAK1/STAT3 通路，促进胃癌血管生成。Chen 等[10]研究发现，人脐带间充质干细胞外泌体携带的microRNA-6 785-5p 可抑制胃癌的血管生成。综上所述，外泌体在胃癌血管生成这一进程中具有重要作用，不同来源的外泌体对胃癌血管生成的作用不同。

2.2 外泌体与胃癌增殖

恶性肿瘤具有异常增殖、浸润性和转移性等特征，外泌体与其紧密联系（图1）。研究发现，胃癌外泌体可诱导周围非癌性胃上皮细胞的转化和纤维性癌变[11]，而肿瘤相关成纤维细胞来源的外泌体circ_0088300通过充当miR-1 305 的“海绵”以促进胃癌细胞增殖、迁移和侵袭[12]；
肿瘤相关巨噬细胞外泌体通过提高胃癌中P38 的磷酸化和程序性死亡配体1 的表达以促进胃癌细胞的增殖和迁移，并抑制胃癌细胞的凋亡[13]。由此可见，抑制凋亡是外泌体促进胃癌进展的机制之一。多项研究证实，胃癌细胞外泌体miR-15b-3p、miR-552-5p 等均有抑制胃癌细胞凋亡的功能[14-15]。胃癌外泌体可通过促进周围正常细胞的恶性转化及抑制凋亡，促进胃癌的形成与进展。通过外泌体阻断上述进程，从而达到治疗目的，可作为探索的新方向。

图1 外泌体及所含物质调节胃癌细胞的增殖、侵袭、血管生成和迁移（Created with BioRender.com）

2.3 外泌体与胃癌复发转移

腹腔种植转移是胃癌转移的常见途径，预后差。以往预测复发和腹腔种植转移的方法有定期CT、胃镜检查和血清肿瘤标记物的检测。近年来通过检测胃癌患者外泌体预测病情进展逐渐被关注。Tokuhisa 等[16]发现腹腔灌洗液中外泌体miR-21 和miR-1225-5p 可作为胃癌切除术后腹膜转移的生物标志物，从而为胃癌腹膜转移的早期诊断提供一种新的方法。Ohzawa 等[17]发现腹腔灌洗液外泌体miR-29b-3p 低表达的患者比高表达的患者腹膜转移可能性更高，总生存期更差，并指出腹腔灌洗液中miR-29b-3p 表达降低是术后腹腔种植转移的预测因子。Soeda 等[18]发现血浆外泌体miR-21 和ex-miR-92a 可作为预测Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者腹膜转移和预后的生物标志物。Zhu 等[19]发现胃癌外泌体miR-106a 通过整合腹膜间皮细胞破坏间皮屏障，促进胃癌腹膜转移。除了腹膜转移，外泌体在胃癌的其他转移途径中也发挥重要作用，Qiu 等[20]发现胃癌来源的外泌体miR-519a-3p 通过诱导肝内m2 样巨噬细胞介导的血管生成来促进肝转移。Shen 等[21]发现胃癌外泌体hsa_circ_0000437通过HSPA2-ERK 信号通路诱导淋巴结转移。外泌体与胃癌的复发、转移联系紧密。通过检测外泌体预测胃癌复发和转移，是探索的重要方向。

2.4 外泌体与胃癌耐药

耐药是包括胃癌在内的各种恶性肿瘤治疗的难题，其进展迅速，预后差。研究发现，耐药的主要机制为药物排出增加，DNA 损伤修复及凋亡相关，药物代谢改变，药物作用靶点失灵以及DNA 甲基化相关表观遗传学等[22]。近来，外泌体在胃癌耐药中的作用得到关注。Wang 等[23]研究发现，紫杉醇耐药胃癌细胞分泌的外泌体miR-155-5p 可通过抑制GATA3 和TP53INP1 的表达来诱导紫杉醇敏感胃癌细胞的上皮间质转化和化疗耐药。另有研究表明，胃癌外泌体Circ-PVT1 通过miR-30a-5p/YAP1 轴调节胃癌细胞中的自噬、侵袭和凋亡来促进顺铂耐药[24]。顺铂耐药胃癌细胞外泌体MiR-500a-3p 通过负向调控FBXW7 促进胃癌细胞的顺铂耐药和细胞干性[25]。转录因子激活增强子结合蛋白2e（TFAP2E）的高甲基化通过外泌体miR-106a-5p 和miR421 促进胃癌细胞5-氟尿嘧啶耐药[26]。综上所述，外泌体参与胃癌细胞的耐药进程。但相关方面鲜有研究，具体的机制探索不够深入。因此，仍需继续探索外泌体在胃癌耐药中的作用机制，以期解决胃癌耐药这一临床难题。

早诊早治在肿瘤治疗中起着重要作用。现阶段外泌体在胃癌诊断中的作用大多体现在液体活检领域（表1）。Guo 等[27]研究表明循环外泌体lncRNAGC1可能作为检测早期胃癌（early gastric cancer，EGC）和监测疾病进展的非侵入性生物标志物，将循环外泌体lncRNA-GC1 检测与内镜检查相结合，可提高GC 的早期诊断率。另有研究表明血清外泌体miR-92b-3p、miR-146b-5p、miR-9-5p 和let-7g-5p 可作为早期诊断胃癌的潜在非侵入性生物标志物[28]。EGC 的诊断备受关注，Sun 等[29]研究表明ITIH4 是EGC 患者的关键生物标志物，其在EGC 组的血清中所具有的特异性最高（94.44%），显著高于进展期胃癌组、低级别上皮内瘤变组、幽门螺旋杆菌感染组、其他系统恶性肿瘤和正常对照组。Yoon 等[30]研究表明血清外泌体GKN1 是用于早期诊断胃癌的一种高特异性的标志物，其能有效地区分胃癌患者与结肠直肠癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌、卵巢癌、前列腺癌患者，AUC>0.94。外泌体作为生物标志物应用于胃癌早期诊断是目前研究的热点，但很多结论仍需进一步验证，以期早期应用于临床实践。

表1 胃癌中潜在外泌体血浆生物标志物

外泌体作为一种天然的载体，与传统化疗药物相比有一定的优势。Qiao 等[34]的研究证实外泌体靶向母体肿瘤的能力，为研究者设计靶向药物提供新途径。Zhang 等[35]研究表明外泌体中包装的肝细胞生长因子HGF siRNA能够转运至胃癌细胞中，显著降低HGF表达，从而抑制胃癌细胞的增殖和血管生成，证明外泌体具有通过递送siRNA用于靶向肿瘤治疗的潜力。外泌体不仅能够通过携带siRNA 靶向治疗肿瘤，还能够通过携带抑制剂改变胃癌细胞对化疗药物的敏感性。Ji 等[36]研究表明负载miR-374a-5p 抑制剂的外泌体能够逆转胃癌细胞奥沙利铂耐药性，成为奥沙利铂难治性胃癌患者的备选治疗方法，并且为胃癌诊断和预后提供潜在的生物标志物。研究者们不仅研究外泌体所携带的物质，还聚焦于外泌体本身。Kim 等[37]将工程细胞的靶向能力与含药外泌体的生物相容性相结合，证明其具有靶向癌细胞并延长其在癌细胞代谢的功能，能改善药物对于癌症的治疗效果，开发一种新型的治疗思路。随着免疫治疗在胃癌中的兴起，外泌体在胃癌免疫治疗中的作用逐渐被重视。Li 等[38]研究表明携带miR-16-5p 的M1 巨噬细胞来源外泌体通过PDL1 激活T 细胞免疫应答对胃癌进展产生抑制作用，该研究表现出M1 巨噬细胞在胃癌基于细胞疗法中的应用前景。在多组学研究方面，Zhu 等[39]研究证实胃癌来源的外泌体能够携带聚集诱导发射发光体（AIEgens）和质子泵抑制剂，其中质子泵抑制剂可抑制细胞谷氨酰胺代谢，减少肿瘤细谷胱甘肽和ATP 的产生，并提高来自AIEgens 的Ⅰ型光动力疗法的效果。该方法用于胃癌细胞株MGC803 构建的皮下瘤模型，其具有较高的肿瘤生长抑制率，甚至可以促进肿瘤免疫原性死亡。

外泌体参与胃癌的血管生成，增殖、侵袭与迁移、复发等多个生物过程，还参与胃癌细胞耐药性的调控，在胃癌的发生与发展中发挥重要作用。由于肿瘤细胞外泌体中含有多种生物活性物质，其可应用于胃癌的早期诊断。此外，外泌体具有较好的生物相容性，可通过生物屏障，作为化疗以及免疫治疗等药物的载体，以提高药物的靶向性、减少治疗带来的不良反应。这充分展现外泌体能够作为含药载体靶向受体细胞的潜力，具有广泛的应用前景。然而，目前外泌体的提取流程与特异性标志物尚缺乏权威、统一的标准，现有提取的“外泌体”可能不仅是单一粒径类型的外泌体，其中含粒径在40～160 nm 之间的各种囊泡。目前尚不能明确是同一粒径的外泌体的作用，或是由其他囊泡共同参与的结果。胃癌耐药机制方面，在甲基化与外泌体的联合研究等不够深入，仍需继续探究其深层机制。此外，外泌体在胃癌临床诊断、治疗，以及预测复发与转移中的价值，需要进一步证实，才能真正向临床转化，以期为胃癌的早期诊断与个体化治疗提供新策略，为胃癌患者提供新希望。

本文无影响其科学性与可信度的利益冲突。

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