外泌體在血液腫瘤微環(huán)境中的作用及其診治意義

南映瑜，姚璇，楊忠

0 引言

近十余年研究發(fā)現(xiàn)，外泌體（exosome）是細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles,EVs）中具有重要生物學(xué)作用的組成成分，直徑30～150 nm[1]。它可以由幾乎所有的組織細(xì)胞包括病理?xiàng)l件下的腫瘤細(xì)胞釋放，其內(nèi)容物包括了各類胞質(zhì)、胞膜蛋白和小分子核酸（DNA,mRNA,lncRNA）等，這些成分也間接反映了來(lái)源細(xì)胞的性狀和功能狀態(tài)[2-3]。外泌體的釋放一方面受來(lái)源細(xì)胞狀態(tài)影響，同時(shí)也受到微環(huán)境如氧分壓、鈣離子、血糖等調(diào)控[4]。

外泌體由特定細(xì)胞釋放后，可通過(guò)不同途徑如內(nèi)吞作用由受體（靶）細(xì)胞整合吸收，其內(nèi)容物可激活受體細(xì)胞特定信號(hào)途徑、整合至胞質(zhì)或胞核，或者引起細(xì)胞表觀遺傳學(xué)改變，從而在局部區(qū)域內(nèi)和遠(yuǎn)距離細(xì)胞間的信息傳遞及相互作用中扮演重要角色[5-6]。近十年有關(guān)外泌體與實(shí)體腫瘤的研究已有大量報(bào)道，但其在血液腫瘤中的作用則相對(duì)研究較少。

1 血液中外泌體的生成及其生理作用

外泌體廣泛存在于血液、唾液、母乳、尿液等體液中，其中血液內(nèi)含量最多且相對(duì)穩(wěn)定，也是外泌體發(fā)揮其遠(yuǎn)距離通訊作用的主要途徑；盡管可由幾乎所有組織細(xì)胞產(chǎn)生，但有研究提示正常血液中外泌體成分大部分來(lái)自循環(huán)血小板[7]。

通過(guò)在細(xì)胞間相互作用中扮演的重要交流載體角色，外泌體廣泛參與了機(jī)體內(nèi)的各種生理及病理過(guò)程，包括干細(xì)胞的自我更新與分化、組織修復(fù)、免疫監(jiān)視和止凝血等[5-6]。如有研究報(bào)道造血干細(xì)胞釋放的外泌體可顯著促進(jìn)小鼠胚胎干細(xì)胞定向造血分化[8]。在多種器官組織的損傷中，損傷組織細(xì)胞釋放的外泌體能激活特定組織干細(xì)胞，此外有報(bào)道間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的外泌體能明顯促進(jìn)腎損傷后腎小管細(xì)胞的再生[9]。外泌體在機(jī)體免疫功能的調(diào)控中也極為重要，免疫系統(tǒng)細(xì)胞包括巨噬細(xì)胞、T、B淋巴細(xì)胞、自然殺傷（natural killer,NK）細(xì)胞及樹(shù)突狀細(xì)胞等均能釋放外泌體，大量研究顯示外泌體是免疫調(diào)控的重要參與者，依據(jù)細(xì)胞來(lái)源和作用對(duì)象，既有免疫激活也有免疫抑制作用[10-13]。對(duì)外泌體功能了解最為明確的是其參與凝血過(guò)程，血漿外泌體數(shù)量與其形成凝血酶和凝血酶-抗凝血酶復(fù)合物的能力存在反相關(guān)系，健康個(gè)體唾液及尿液中外泌體接觸凝血組織因子（TF）也將觸發(fā)凝血過(guò)程[14-15]。

2 外泌體是血液腫瘤微環(huán)境各成分間交流調(diào)控的關(guān)鍵載體

骨髓造血微環(huán)境由造血干細(xì)胞（HSC）、免疫細(xì)胞、各類基質(zhì)細(xì)胞、血管神經(jīng)和細(xì)胞外基質(zhì)等組成，它們也參與構(gòu)成了各類血液腫瘤發(fā)生發(fā)展的共同微環(huán)境；外泌體在此環(huán)境中作為各類生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、酶類及遺傳物質(zhì)的載體，廣泛參與了腫瘤細(xì)胞和微環(huán)境間的雙向交流。

2.1 經(jīng)由外泌體介導(dǎo)的血液腫瘤自分泌調(diào)控模式

一些研究顯示，腫瘤細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生外泌體，以一種自分泌反饋的方式維持其自身生長(zhǎng)和侵襲。在多發(fā)性骨髓瘤（MM）中，Arendt等[16]的研究發(fā)現(xiàn)外泌體能通過(guò)直接或間接方式促進(jìn)瘤細(xì)胞增殖，且高表達(dá)CD147（一種細(xì)胞外金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子）的外泌體組分促生長(zhǎng)作用更為顯著。離體研究發(fā)現(xiàn)，在包括慢性髓系白血?。–ML）、紅白血病和前驅(qū)B淋巴細(xì)胞瘤等血液腫瘤中，由染色體移位產(chǎn)生的融合基因存在于外泌體內(nèi)，它們通過(guò)自分泌環(huán)路作用于瘤細(xì)胞自身[17-18]。有研究報(bào)道慢性淋巴細(xì)胞白血?。–LL）瘤細(xì)胞由于不表達(dá)胞膜糖蛋白硫酸肝素，后者是攝取外泌體的主要受體，因而不存在外泌體自分泌環(huán)路，CLL源性外泌體主要通過(guò)影響其基質(zhì)微環(huán)境參與腫瘤進(jìn)程[19]。

2.2 外泌體介導(dǎo)的干細(xì)胞與血液腫瘤細(xì)胞間相互作用

已有實(shí)驗(yàn)報(bào)道白血病干細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體能顯著促進(jìn)急性髓系白血?。ˋML）細(xì)胞的增殖和遷移，同時(shí)抑制瘤細(xì)胞凋亡；而AML瘤細(xì)胞來(lái)源的外泌體則能通過(guò)降低克隆形成能力和再編程基質(zhì)微環(huán)境抑制正常HSC功能[15]。也有報(bào)道AML源性外泌體能促進(jìn)HSC存活，但誘導(dǎo)其呈現(xiàn)瘤細(xì)胞樣功能性狀[3,5]。近年有研究提示一類重要的囊泡聚類蛋白VPS33B，通過(guò)外泌體同時(shí)參與造血調(diào)控和白血病發(fā)生，在AML模型動(dòng)物敲除VPS33b，一方面導(dǎo)致外泌體成熟和分泌的受阻，AML進(jìn)程也同時(shí)顯著減緩[20]。此外，Koch等[21]在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的研究中顯示，外泌體介導(dǎo)了異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞群體間的作用，群旁細(xì)胞（SP）通過(guò)輸出含wnt3a外泌體調(diào)控了腫瘤細(xì)胞群體間的平衡。

2.3 外泌體參與免疫細(xì)胞與腫瘤間的對(duì)話

依據(jù)其來(lái)源細(xì)胞的不同，外泌體對(duì)免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)既可呈現(xiàn)激活促進(jìn)，也可表現(xiàn)為抑制作用。近幾年研究顯示，機(jī)體抗腫瘤免疫抑制產(chǎn)生的主要機(jī)制之一，就是瘤細(xì)胞來(lái)源外泌體介導(dǎo)所致。

CLL中NK細(xì)胞存在功能失調(diào)，研究提示這與過(guò)多血漿可溶性配體BAG6與NK細(xì)胞膜NKP30受體的結(jié)合有關(guān)，而BAG6陽(yáng)性外泌體則可激活NK細(xì)胞殺傷腫瘤效應(yīng)；因此Reiners等[22]認(rèn)為CLL發(fā)生細(xì)胞免疫逃逸的機(jī)制之一就是血漿型和外泌體型BAG6的失衡。此外，在Burkitt淋巴瘤，有報(bào)道瘤細(xì)胞來(lái)源外泌體能誘導(dǎo)B細(xì)胞增殖和不依賴T細(xì)胞的類別轉(zhuǎn)化，使其呈現(xiàn)漿母細(xì)胞樣表型[13]。

2.4 外泌體介導(dǎo)骨髓基質(zhì)和腫瘤細(xì)胞間的雙向交流

骨髓基質(zhì)細(xì)胞是造血微環(huán)境中的重要成分，外泌體是腫瘤細(xì)胞和骨髓基質(zhì)間雙向交流的關(guān)鍵載體；依據(jù)腫瘤類型和發(fā)展進(jìn)程的不同，外泌體對(duì)腫瘤細(xì)胞的效應(yīng)也呈現(xiàn)差異。在CLL中，瘤細(xì)胞源性外泌體在構(gòu)建利于瘤細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境中扮演了重要角色，它們能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的產(chǎn)生從而增加血管生成，同時(shí)還能促進(jìn)基質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞表型，以利于細(xì)胞遷移[23]。在急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL）中，有報(bào)道基質(zhì)細(xì)胞能通過(guò)內(nèi)吞瘤細(xì)胞源性外泌體，實(shí)現(xiàn)代謝性狀由有氧化磷酸化向無(wú)氧糖酵解的轉(zhuǎn)化[24]。

2.5 腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境間相互作用參與耐藥發(fā)生

腫瘤耐藥的發(fā)生常源自多重原因，一方面包括基因突變、表觀遺傳改變等細(xì)胞內(nèi)機(jī)制，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境相互作用所致的胞內(nèi)藥物區(qū)域化或信號(hào)途徑改變也與此密切相關(guān)[25]。有證據(jù)顯示外泌體可通過(guò)攝取外排方式引起瘤細(xì)胞耐藥，源自耐藥供體的外泌體可迅速導(dǎo)致受體細(xì)胞耐藥，該過(guò)程被認(rèn)為是由于外泌體介導(dǎo)了胞膜泵蛋白、miRNA和lncRNA的轉(zhuǎn)移所致[26]。

Koch等[27]研究發(fā)現(xiàn)，使用蒽環(huán)類藥物處理的淋巴瘤細(xì)胞，其外泌體中含有蒽環(huán)類，用環(huán)氧合酶抑制劑沉默胞膜ABCA3轉(zhuǎn)運(yùn)體功能，可有效抑制外泌體生成，使瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感度顯著增高。在多發(fā)性骨髓瘤（MM）中，骨髓間充質(zhì)細(xì)胞源性外泌體能抑制硼替佐米誘導(dǎo)的瘤細(xì)胞凋亡[28]。Viola等[29]的研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)細(xì)胞源性外泌體可能介導(dǎo)了化療過(guò)程中對(duì)酪氨酸激酶抑制劑的耐藥，使用正常或腫瘤基質(zhì)源性外泌體處理攜帶FLT3內(nèi)部串聯(lián)重復(fù)序列的AML細(xì)胞，均可引起瘤細(xì)胞對(duì)阿糖胞苷的耐藥，但只有腫瘤基質(zhì)細(xì)胞源性外泌體能保護(hù)瘤細(xì)胞免于酪氨酸激酶抑制劑殺傷。此外，也有研究提示外泌體可通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)AML抗凋亡蛋白參與腫瘤耐藥的發(fā)生[26]。

本期股市動(dòng)態(tài)30指數(shù)收于846點(diǎn)，較上期下跌0.21%，同期上證指數(shù)下跌0.89%，創(chuàng)業(yè)板指數(shù)下跌1.56%。成分股中，華僑城A、三全食品和大秦鐵路等個(gè)股漲幅靠前。中國(guó)石化、寧德時(shí)代和歐菲科技漲幅靠后。

3 外泌體在各類血液腫瘤診斷和治療中的價(jià)值

由于外泌體廣泛存在于各類體液介質(zhì)，其脂質(zhì)雙分子層構(gòu)造能使其核酸、蛋白及脂質(zhì)分子等內(nèi)容物免受體內(nèi)各種酶的破壞，而這些分子常代表或提示了來(lái)源組織細(xì)胞的特定表型，因此它作為一類更為穩(wěn)定可靠的液體活檢檢測(cè)靶標(biāo)，近幾年來(lái)受到廣泛關(guān)注[30-32]。在血液系統(tǒng)腫瘤的診治過(guò)程中，外泌體也被視為極有希望的潛在生物標(biāo)志物和治療工具及靶點(diǎn)。

3.1 外泌體作為腫瘤生物標(biāo)志物

在多種血液腫瘤，包括CLL、霍奇金淋巴瘤（HL）、非霍奇金淋巴瘤（NHL）、MM、AML、骨髓增殖性腫瘤（MPN）和骨髓異常增殖綜合征（MDS）中，外周血漿中細(xì)胞外囊泡數(shù)量均顯著增多，這些瘤細(xì)胞來(lái)源囊泡特別是外泌體可作為腫瘤診斷及病程監(jiān)測(cè)的無(wú)創(chuàng)性動(dòng)態(tài)標(biāo)志物[2,33-35]。

在B細(xì)胞CLL研究中，臨床觀察發(fā)現(xiàn)外周血細(xì)胞外囊泡數(shù)量顯著增多，其數(shù)量與疾病進(jìn)程呈正相關(guān)，這些瘤細(xì)胞來(lái)源囊泡大多呈現(xiàn)CD19、CD37和CD52陽(yáng)性，因此被視為潛在的病程評(píng)價(jià)指標(biāo)[36]。此外，還有報(bào)道CLL囊泡中miR155具有不依賴于臨床分期的預(yù)后判斷價(jià)值[19]。

在HL中，研究顯示瘤細(xì)胞來(lái)源外泌體多呈現(xiàn)CD30陽(yáng)性，同時(shí)高級(jí)別HL中CD30陽(yáng)性外泌體數(shù)量較低級(jí)別少；而在外泌體所含micRNA成分中，有研究提示miR155、miR127、miR21和let7與腫瘤發(fā)生及進(jìn)展同步，因而可能成為診斷和監(jiān)測(cè)治療應(yīng)答的潛在生物標(biāo)志物[37]。

在MM中，多個(gè)研究報(bào)道血漿外泌體富含CD38、CD138、CD44和CD147等成分，CD38陽(yáng)性外泌體數(shù)量與疾病進(jìn)程正相關(guān)，有效治療后外泌體數(shù)量明顯下降；CD147陽(yáng)性外泌體也是疾病進(jìn)展的良好標(biāo)志物[18]。而Manier等的研究顯示，血漿外泌體來(lái)源的micRNA包括let7b與miR18a是研判MM患者無(wú)進(jìn)展生存（PFS）和總生存時(shí)間（OS）的有效指標(biāo)，可用于MM預(yù)后判斷[38]。

AML來(lái)源外泌體富含CD34、CD117和CD13，其總體的蛋白含量也顯著高于健康對(duì)照個(gè)體；有研究顯示此類外泌體內(nèi)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（TGF-β1）等蛋白在AML初診及有效治療后呈現(xiàn)由高到低的變化，因而可用于治療監(jiān)測(cè)[39]；而在AML耐藥過(guò)程中，瘤細(xì)胞以及骨髓基質(zhì)細(xì)胞來(lái)源外泌體內(nèi)蛋白及核酸表達(dá)譜均呈現(xiàn)特異改變，其中miR155等被認(rèn)為可作為耐藥和微小殘留灶的監(jiān)測(cè)指標(biāo)[40]。

在HSC移植后外周血漿內(nèi)外泌體可作為造血重建的早期監(jiān)測(cè)指征。此外，在遲發(fā)型急性移植物抗宿主?。↙A GVHD）的監(jiān)測(cè)中，來(lái)自異基因HSC移植患者的研究顯示，相比于健康對(duì)照個(gè)體，血漿外泌體中的miR28在LA GVHD發(fā)病個(gè)體中顯著上調(diào)，因此外泌體中miR-128的表達(dá)可能成為早期LA GVHD的新型監(jiān)測(cè)指標(biāo)[41]。

3.2 外泌體作為治療載體或靶位

作為骨髓微環(huán)境各成分間相互作用的關(guān)鍵載體，外泌體在多種血液腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用近幾年已得到一系列研究證實(shí)，因此阻斷外泌體介導(dǎo)的通訊聯(lián)系已被視為潛在的腫瘤治療靶點(diǎn)，為此有幾方面的策略：減少外泌體的生物合成和釋放；減少受體細(xì)胞對(duì)外泌體的攝?。桓蓴_其在受體細(xì)胞引起的下游通路以及減少血漿中外泌體數(shù)量。

近年有研究發(fā)現(xiàn)使用一些小分子酶和（或）蛋白抑制劑可減少外泌體產(chǎn)生，Peng等[44]發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-34-5p可減少AML外泌體生成，通過(guò)誘導(dǎo)衰老促進(jìn)AML腫瘤細(xì)胞的清除。此外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，受體細(xì)胞表面的硫酸蛋白多糖等是外泌體內(nèi)化及引起受體細(xì)胞生物效應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，因此通過(guò)封閉或阻斷外泌體表面黏附分子如磷脂酰絲氨酸、細(xì)胞間黏附分子1（ICAM1）或其受體，能有效減少外泌體的攝取[45]。作為一種高效特異的潛在藥物載體，外泌體用于非霍奇金淋巴瘤等治療的靶向遞送近年已受到關(guān)注[3,34]。

基于其獨(dú)特的理化性狀，外泌體在腫瘤免疫治療中的一些潛在價(jià)值也開(kāi)始為人們所認(rèn)識(shí)：如攜帶特定抗原的腫瘤細(xì)胞源性外泌體被樹(shù)突狀細(xì)胞攝取后能誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，研究者由此開(kāi)始探索瘤細(xì)胞來(lái)源外泌體作為淋巴瘤疫苗；外泌體具有免疫調(diào)節(jié)和與干細(xì)胞間相互作用的功能，在異基因造血干細(xì)胞移植中研究顯示間充質(zhì)干細(xì)胞源性外泌體能提高移植細(xì)胞的植入效率[10,46]。

4 小結(jié)與展望

由于外泌體在細(xì)胞間通訊聯(lián)系中的重要作用，近幾年在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。一系列研究顯示外泌體通過(guò)介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞與骨髓微環(huán)境各成分間的相互作用，參與了白血病等惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程和治療后耐藥；同時(shí)基于其作為細(xì)胞遺傳物質(zhì)及特定生物標(biāo)志分子的穩(wěn)定載體，它作為血液疾病標(biāo)志物和治療靶位和（或）載體的臨床潛能也正逐步顯現(xiàn)。

要真正用于臨床疾病包括血液腫瘤的診治，外泌體研究中尚有一系列問(wèn)題有待解決或深入闡明，主要包括標(biāo)準(zhǔn)化的外泌體分離制備手段，從特定細(xì)胞群體如血液、腫瘤組織中如何高效進(jìn)行外泌體的分離、富集和純化，這是進(jìn)一步進(jìn)行定量檢測(cè)和組分分析的基礎(chǔ)；更為重要的是外泌體內(nèi)哪些生物分子能特異并敏感反映來(lái)源組織細(xì)胞的遺傳性狀和功能狀態(tài)，這是其成為生物標(biāo)志物檢測(cè)的前提；此外，迄今許多結(jié)果來(lái)自離體培養(yǎng)細(xì)胞等研究，這些結(jié)論尚需臨床大數(shù)據(jù)樣本并行研究驗(yàn)證。