外泌體在腦膠質(zhì)瘤診治中的研究進(jìn)展

董林正 綜述 王 誠(chéng) 李煒昕 審校

外泌體是細(xì)胞（尤其是腫瘤細(xì)胞）分泌到細(xì)胞外的小囊泡，其內(nèi)包含信號(hào)傳遞的受體、生物活性脂質(zhì)、核酸及蛋白質(zhì)等。外泌體參與腫瘤進(jìn)展的多個(gè)方面。體液外泌體（包括蛋白質(zhì)、核酸等）可以作為腫瘤生物標(biāo)志物。本文就外泌體在腦膠質(zhì)瘤診治中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 外泌體簡(jiǎn)介

外泌體的發(fā)現(xiàn)最早可以追溯到1940年，研究發(fā)現(xiàn)血漿中有一種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)能促進(jìn)血液凝固[1]。1985 年，Johnstone 等[2]在網(wǎng)織紅細(xì)胞培養(yǎng)液中分離純化了一種囊泡樣結(jié)構(gòu)，并將其命名為“外泌體”。隨后發(fā)現(xiàn)B 細(xì)胞分泌外泌體能夠激活T 細(xì)胞，為外泌體在疾病治療領(lǐng)域打開(kāi)了新的篇章。有研究報(bào)道在外泌體中發(fā)現(xiàn)核酸（mRNA、miRNA、DNA）、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，且其mRNA 可以被靶細(xì)胞翻譯成蛋白質(zhì)[3]。外泌體廣泛存在于如白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等細(xì)胞中的小囊泡，大小40～110 nm，是由多泡體和質(zhì)膜融合形成的封閉球體，包含信號(hào)傳遞的受體、生物活性脂質(zhì)、核酸如各種RNA、DNA及蛋白質(zhì)，能反映分泌細(xì)胞的生理狀態(tài)和病理狀態(tài)（包括腫瘤發(fā)生）[4]。人體大多數(shù)體液（如血液、尿液、腦脊液）中可以檢測(cè)到外泌體，在細(xì)胞外液中非常穩(wěn)定，不易被降解，收集方便，且目前的技術(shù)可以分離純化及定量分析外泌體。

2 外泌體與腦膠質(zhì)瘤關(guān)系

腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見(jiàn)的原發(fā)性腫瘤，占中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤的80%，發(fā)病率約5/10萬(wàn)，呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)[5]，致殘率、病死率高，術(shù)后極易復(fù)發(fā)。有學(xué)者用電鏡捕捉到腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的外泌體從分泌到脫落的全過(guò)程，證實(shí)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞可以分泌外泌體。

2.1 外泌體參與腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展 外泌體參與膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展的主要途徑：①外泌體參與膠質(zhì)瘤的免疫逃逸。Domenis等[6]發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞分泌的外泌體能抑制T 細(xì)胞增殖活化及Thl 活化因子生成，導(dǎo)致免疫逃逸。②外泌體促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖。研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞分泌的外泌體參與微小核糖核酸（microRNA，miRNA）的轉(zhuǎn)運(yùn)，有利于膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖[7，8]。③外泌體介導(dǎo)膠質(zhì)瘤微環(huán)境。Kucharzewska 等[9]發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤分泌的外泌體中含有各種細(xì)胞因子，可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞生成，改善膠質(zhì)瘤血氧微環(huán)境。④外泌體提高膠質(zhì)瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。Ma等[8]將提取的膠質(zhì)瘤干細(xì)胞相關(guān)外泌體植入人類(lèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤LN229和U118細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其侵襲、轉(zhuǎn)移能到力明顯增強(qiáng)。

2.2 外泌體與膠質(zhì)瘤治療的關(guān)系 目前，手術(shù)切除聯(lián)合術(shù)后放、化療是膠質(zhì)瘤的常規(guī)治療手段，雖然能有效緩解病人的癥狀，延長(zhǎng)病人壽命，但復(fù)發(fā)率很高，病人預(yù)后差。通過(guò)干預(yù)外泌體，有可能成為一種新型膠質(zhì)瘤治療手段，主要方法：①外泌體能自由通過(guò)血腦屏障，有望成為膠質(zhì)瘤靶向藥物載體；②樹(shù)突狀細(xì)胞能分泌外泌體激發(fā)腫瘤T細(xì)胞免疫反應(yīng)[10]；③外泌體能促進(jìn)腫瘤微環(huán)境中小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)腫瘤化療耐藥性[11]。

2.3 外泌體與膠質(zhì)瘤預(yù)后、復(fù)發(fā)的關(guān)系 膠質(zhì)瘤的預(yù)后主要取決于病理類(lèi)型，而相同的組織病理類(lèi)型的病人預(yù)后存在較大差異。目前，暫無(wú)有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膠質(zhì)瘤預(yù)后的手段。外泌體分子標(biāo)志物與膠質(zhì)瘤的預(yù)后和復(fù)發(fā)關(guān)系密切。研究發(fā)現(xiàn)miR-21 含量越高，膠質(zhì)瘤預(yù)后越差，越容易復(fù)發(fā)[12]。

3 外泌體在腦膠質(zhì)瘤診斷中研究進(jìn)展

3.1 腦膠質(zhì)瘤診斷現(xiàn)狀 腦膠質(zhì)瘤的準(zhǔn)確診斷和分級(jí)有助于確定腦膠質(zhì)瘤的治療方案及預(yù)后判斷。目前，腦膠質(zhì)瘤的診斷主要依靠影像學(xué)和組織病理學(xué)方法。

3.1.1 神經(jīng)影像學(xué)檢查 影像學(xué)檢查不僅能反映腫瘤的形態(tài)學(xué)改變，更能反映腫瘤的生物學(xué)特征。MRI是目前顱內(nèi)占位的首選檢查，可提供腫瘤形態(tài)學(xué)及良惡性診斷較可靠的依據(jù)。雖然CT、MRI、PET-CT等影像學(xué)診斷腦膠質(zhì)瘤技術(shù)日益先進(jìn)，但仍然有假陽(yáng)性，不夠方便快捷等，不易普及[13，14]。

3.1.2 組織學(xué)診斷方法 是對(duì)腫瘤組織切片，然后在顯微鏡下觀察其組織形態(tài)，是診斷腦膠質(zhì)瘤的“金標(biāo)準(zhǔn)”[5]。但是組織學(xué)診斷方法有一定局限性：首先，腦膠質(zhì)瘤的組織形態(tài)類(lèi)型繁多，不同觀察者對(duì)組織學(xué)診斷也存在差異；其次，病理組織檢測(cè)為侵入性檢查，只能通過(guò)手術(shù)或者立體定向活檢才能得到，受病人自身?xiàng)l件或者當(dāng)?shù)蒯t(yī)學(xué)條件限制；最后，組織病理學(xué)分類(lèi)不能判斷預(yù)后，相同的組織病理其預(yù)后存在較大差異，也無(wú)法進(jìn)一步劃分腫瘤的亞型分類(lèi)等。3.2 外泌體在腦膠質(zhì)瘤診斷中的應(yīng)用進(jìn)展 2016 年,WHO更新了腦膠質(zhì)瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合了組織學(xué)和分子學(xué)特征，包括與臨床和影像學(xué)相關(guān)的組織學(xué)特點(diǎn)，有助于診斷、預(yù)后判斷的相關(guān)生物學(xué)指標(biāo)，并由基因分析做出的腦膠質(zhì)瘤亞型分型[15]。新的標(biāo)準(zhǔn)把基因分型和分子生物標(biāo)志物納入腦膠質(zhì)瘤的診斷，表皮生長(zhǎng)因子受體變體Ⅲ（epidermal growth factor re?ceptor variant Ⅲ，EGFRVⅢ)、異檸檬酸脫氫酶1（iso?citrate dehydrogenase l，IDH1）、miR-21 被證實(shí)為膠質(zhì)瘤的特殊標(biāo)志物[16]。新的診斷標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)腫瘤生長(zhǎng)方式、生物學(xué)行為、基因突變等，提高了腦膠質(zhì)瘤的診斷及預(yù)后判斷的準(zhǔn)確性，為臨床診斷腦膠質(zhì)瘤提供了新的標(biāo)準(zhǔn)[17]。目前，已證實(shí)為膠質(zhì)瘤特殊分子生物標(biāo)志物并納入膠質(zhì)瘤最新診斷標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志物如下。

3.2.1 EGFRvⅢ EGFRvⅢ與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤具有高度特異性。EGFR 基因外顯子2～7 缺失的病人占膠質(zhì)母細(xì)胞瘤總數(shù)的20%～25%。Skog 等[17]從30 例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人血清外泌體中檢測(cè)到EGFRvⅢ，其中14 例在匹配的組織樣本中檢測(cè)到EGFRvⅢ。這表明基于血清的生物標(biāo)志物可能比組織樣本更能靈敏地檢測(cè)腫瘤特征。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤切除術(shù)后血清樣本中不再含有EGFRvⅢ，表明EGFRvⅢ可以作為診斷膠質(zhì)瘤的生物分子標(biāo)志物。

3.2.2 IDH1/2 突變 IDH1/2 是輔酶Ⅱ依賴的脫氫酶，催化異檸檬酸的氧化脫羧反應(yīng)生成酮戊二酸。這些基因突變改變了IDH1和IDH2的酶活性。對(duì)比正常組織及膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，發(fā)現(xiàn)80%的低級(jí)別膠質(zhì)瘤和約10%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中具有這種突變，但未在正常的大腦或身體組織檢測(cè)到[19]。在對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織使用單克隆抗體檢測(cè)IDH1突變型，及使用高靈敏度的qRT-PCR 或數(shù)字PCR 技術(shù)對(duì)組織和腦脊液中外泌體來(lái)源的RNA及血液的DNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)IDH1/2 突變的鑒定不僅可以作為膠質(zhì)瘤診斷的生物學(xué)標(biāo)志物，還可以作為改善膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生存預(yù)后的標(biāo)志物[20，21]。

3.2.3 miR-21 miRNA 可通過(guò)部分互補(bǔ)序列沉默mRNA 轉(zhuǎn)錄來(lái)幫助調(diào)節(jié)基因表達(dá)。鑒于miRNA 比mRNA 穩(wěn)定以及能在外泌體中檢測(cè)到，外泌體miR?NA已成為生物分子標(biāo)志物的研究熱點(diǎn)。miR-21是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中一種過(guò)表達(dá)的miRNA，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中介導(dǎo)多種重要的致癌功能，包括抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖和耐藥DNA 表達(dá)等。Akers等[22]從膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人腦脊液的外泌體中分離到的miR-21 比對(duì)照組高10 倍，而手術(shù)切除后腦脊液外泌體中的miR-21水平下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

綜上所述，腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，致殘率、病死率高，術(shù)后極易復(fù)發(fā)，而外泌體中含有分泌細(xì)胞相關(guān)的遺傳信息，參與腦膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的多個(gè)環(huán)節(jié)，可以從血液、尿液、腦脊液等多種體液中分離獲得，是目前膠質(zhì)瘤分子生物標(biāo)志物研究的熱點(diǎn)之一，但仍有很多問(wèn)題有待進(jìn)一步探索，外泌體如何進(jìn)行細(xì)胞間信息傳遞？能否找到其特異性靶點(diǎn)以阻止其促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤的發(fā)展？最重要的是目前還不清楚哪種外泌體對(duì)腦膠質(zhì)瘤的早期診斷最有價(jià)值，外泌體在腦膠質(zhì)瘤患者中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)預(yù)后判斷的價(jià)值也值得進(jìn)一步研究。