外泌體在卵巢癌診療中的研究進(jìn)展

羅艷露 范江濤 楊家湟

根據(jù)國家癌癥中心2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)，卵巢癌死亡率位居全國女性癌癥死亡率的前十位，被稱為腫瘤的“隱形殺手”，其惡性程度高及預(yù)后較差。目前大部分卵巢癌患者臨床確診時(shí)已為晚期，治療手段包括手術(shù)、化療、放療及靶向治療等，但卵巢癌易復(fù)發(fā)，約2/3晚期患者最終死于復(fù)發(fā)耐藥，因此其早期診斷、靶向治療是臨床研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。外泌體作為信號載體參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程，目前認(rèn)為其發(fā)揮作用的方式主要為直接識別靶細(xì)胞表面的信號分子，通過與受體結(jié)合進(jìn)行細(xì)胞間信息的傳遞；通過與靶細(xì)胞融合并釋放其內(nèi)容物，實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)運(yùn)；通過釋放其攜帶的信號分子作用于靶細(xì)胞表面受體，完成信息傳遞。近年來學(xué)者們對外泌體的生物學(xué)功能及其在臨床中的應(yīng)用進(jìn)行不斷探索，對外泌體的認(rèn)識逐漸深入和全面。目前研究顯示外泌體在卵巢癌的臨床診療面臨較大挑戰(zhàn)，同時(shí)也蘊(yùn)含巨大的應(yīng)用前景。

1 外泌體的生物學(xué)功能

外泌體由多種活性細(xì)胞分泌，是直徑為30～150 nm的具有雙層膜結(jié)構(gòu)的生物活性囊泡，其成分由分泌細(xì)胞包含的生物活性物質(zhì)構(gòu)成，包括核酸、蛋白質(zhì)和脂類等。外泌體表面富含膽固醇、甘油二脂、鞘脂、磷脂等脂類物質(zhì)，不僅可以維持外泌體的形態(tài)，使其穩(wěn)定存在于血清、尿液、子宮內(nèi)膜液、陰道分泌物、腹水等體液中，還可以作為信號分子參與多種生物學(xué)過程［1］。外泌體的蛋白質(zhì)成分可以分為非特異性及特異性兩類，非特異性蛋白指幾乎所有外泌體均含有的蛋白，可用于區(qū)別其他類型的囊泡；特異性蛋白是由特定細(xì)胞分泌的外泌體上特有的，可用于鑒定疾病，有較高的臨床實(shí)用價(jià)值，也是目前研究的重點(diǎn)。外泌體內(nèi)的核酸包括DNA和RNA，在靶細(xì)胞內(nèi)起作用的主要是RNA，外泌體內(nèi)的RNA主要包括mRNA、microRNA（miRNA）和LncRNA，其中miRNA屬于功能性RNA，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的RNA和蛋白水平，從而影響細(xì)胞形態(tài)和功能，且這些外泌體中的RNA往往與疾病發(fā)生發(fā)展有關(guān)。因此，miRNA是外泌體中研究最廣泛也是最深入的RNA。

目前認(rèn)為外泌體的生物學(xué)功能包括物質(zhì)傳遞、信息交流、細(xì)胞增殖分化、血管生成、免疫調(diào)節(jié)等，在腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移、預(yù)后等過程中起重要的調(diào)控作用。腫瘤細(xì)胞較正常細(xì)胞分泌更多的外泌體，來源母細(xì)胞不同，所分泌的外泌體量與成分也不同。有研究證實(shí)腫瘤細(xì)胞源性外泌體（tumor?derived exosomes，TEXs）能表達(dá)多種免疫抑制因子，并通過攜帶各類信號分子誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、免疫抑制細(xì)胞生成，進(jìn)一步參與血管生成、免疫調(diào)節(jié)、腫瘤細(xì)胞增殖與轉(zhuǎn)移形成等病理過程［2］，在腫瘤微環(huán)境調(diào)控中發(fā)揮重要作用。腫瘤外泌體具有免疫調(diào)節(jié)特性，可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生免疫抑制功能以及協(xié)助腫瘤細(xì)胞逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。外泌體還可以通過轉(zhuǎn)運(yùn)與腫瘤血管新生相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)分子從而促進(jìn)腫瘤血管生成，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。另外，外泌體在腫瘤細(xì)胞的增殖過程中發(fā)揮重要作用，腫瘤細(xì)胞通過外泌體影響非腫瘤細(xì)胞的腫瘤微環(huán)境形成，從而促進(jìn)腫瘤的生長和增殖。因此，探索外泌體的生物學(xué)功能及其作用機(jī)制有望為腫瘤的防治提供新策略、新思路。

2 外泌體與卵巢癌

2.1 外泌體在卵巢癌診斷中的應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者外泌體在數(shù)量和蛋白含量上與正常人群存在顯著差異，例如卵巢癌患者血清外泌體內(nèi)的轉(zhuǎn)化生長因子?β1（transforming growth factor?β，TGF?β）和黑色素瘤抗原?3/6抗原（melanoma anti?gen3/6，MAGE?3/6）的表達(dá)較良性腫瘤患者明顯增多［3?4］。LIANG等［5］研究表明外泌體蛋白在與致癌作用相關(guān)的信號通路中高度富集，許多蛋白質(zhì)在組織和外泌體中過表達(dá)，包括TUBB3、EpCAM、CLDN3、PCNA、EGFR、APOE、FASN等。ZHANG等［6］對上皮性卵巢癌患者的血漿外泌體進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，并通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)外泌體GSN、FGG、FGA和LBP在卵巢癌血漿中顯著差異性表達(dá)，因此推測外泌體中的這些差異性表達(dá)分子可作為卵巢癌潛在的診斷標(biāo)志物。目前在臨床實(shí)踐中，不乏診斷卵巢癌標(biāo)志物，但其敏感度和特異度仍不夠，因此亟需發(fā)現(xiàn)其他具有高靈敏度和高特異度的生物標(biāo)志物。CHEN等［7］分析了55例卵巢癌患者、33例惡性腫瘤患者（非卵巢癌組）和55例正常對照者血清及其衍生的外泌體中CA125和HE4表達(dá)的變化及其相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)CA125在外泌體中的檢測水平高于在血清中的檢測水平；比較血清HE4、血清CA125、外泌體CA125和血清HE4聯(lián)合外泌體CA125在卵巢癌中的診斷效果，結(jié)果顯示血清外泌體來源的CA125顯著提高了卵巢癌診斷的敏感度，血清HE4聯(lián)合外泌體CA125組合顯著提高了卵巢癌診斷效率（AUC為0.9861，靈敏度和特異度分別為96.36%和92.73%）。隨著診斷技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，外泌體成分檢測方法也在不斷創(chuàng)新。ZHANG等［8］利用ExoProfle芯片分析了20例卵巢癌患者血漿中循環(huán)的外泌體，發(fā)現(xiàn)了具備診斷能力的7種生物標(biāo)志物，包括HER2、EGFR、FRα、CA?125、EpCAM、CD24和（CD9+CD63），并證明這些外泌體生物性標(biāo)志物不僅能區(qū)分卵巢癌患者與良性受試者，還能區(qū)分早期和晚期卵巢癌，展現(xiàn)了外泌體作為診斷卵巢癌生物學(xué)標(biāo)志物的巨大潛力。ZHAO等［9］使用微流體方法（ExoS?earch）對15例卵巢癌患者及5名健康對照者的原始血漿進(jìn)行外泌體的定量檢測，并將外泌體中的CA?125、EpCAM和CD24進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)果發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者血漿中這3種外泌體腫瘤標(biāo)志物的表達(dá)水平均高于健康對照組，還證實(shí)通過ExoSearch技術(shù)結(jié)合CA?125、EpCAM和CD24表達(dá)情況對卵巢癌進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確性，與標(biāo)準(zhǔn)的Bradford分析診斷準(zhǔn)確性相當(dāng)。但ExoSearch技術(shù)歷時(shí)更短，因此認(rèn)為通過ExoSearch技術(shù)檢測這3種組合外泌體標(biāo)志物可以為卵巢癌的早期診斷提供理想的診斷準(zhǔn)確性。也有學(xué)者提出血液中的外泌體存在特異性miRNAs，可以作為早期診斷卵巢癌標(biāo)志物。YOSHIMURA等［10］在卵巢癌外泌體微陣列研究中發(fā)現(xiàn)包括miR?99a?5p在內(nèi)的miRNA明顯升高，卵巢癌患者血清miR?99a?5p水平是良性腫瘤患者的1.7倍和健康志愿者的2.8倍，診斷卵巢癌的特異度為 0.75，靈敏度為0.85，說明 miR?99a?5p可作為早期診斷卵巢癌的潛在標(biāo)志物。綜上研究可以看出，目前科研人員傾向于測量血清外泌體成分，以其特異性表達(dá)組分作為卵巢癌診斷手段，可行性強(qiáng)，但其診斷特異度及靈敏度仍需繼續(xù)探索。此外，外泌體的組成成分復(fù)雜多樣，其提取方式及檢測手段尚無最佳標(biāo)準(zhǔn)，增加了應(yīng)用于臨床診療難度，但外泌體潛在的應(yīng)用價(jià)值仍較具吸引力，有望作為卵巢癌診斷新手段。

2.2 外泌體在卵巢癌預(yù)后評估中的應(yīng)用

外泌體不僅具有早期診斷價(jià)值，在人類多種腫瘤預(yù)后評估中也表現(xiàn)出一定優(yōu)勢。目前關(guān)于外泌體作為卵巢癌預(yù)后評估標(biāo)志物的報(bào)道還較少，學(xué)者們認(rèn)為大多數(shù)具有診斷卵巢癌潛力的外泌體同樣也具備評估其預(yù)后的能力，但其特異度及靈敏度仍需進(jìn)一步探索。MENG等［11］對比163例上皮性卵巢癌患者血清中外泌體的 miR?373、miR?200a、miR?200b和 miR?200c表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)4種外泌體miRNA濃度均高于健康對照者，且miR?200c和miR?200b表達(dá)水平升高與較短的總生存期有關(guān)，可以作為評估卵巢癌預(yù)后的潛在標(biāo)志物。這一研究結(jié)果與ZUBERI等［12］的研究結(jié)果一致。此外，QIU等［13］檢測血清外泌體MALAT1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)上皮性卵巢癌患者的血清外泌體MALAT1表達(dá)水平明顯高于對照組，且其高表達(dá)水平與FIGO分期晚期、高組織學(xué)分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，血清外泌體MALAT1表達(dá)水平高的患者較表達(dá)水平低的患者具有更短的總體生存時(shí)間，表明血清外泌體MALAT1高表達(dá)與晚期轉(zhuǎn)移性上皮性卵巢癌表型和不良預(yù)后相關(guān)，可作為上皮性卵巢癌預(yù)后預(yù)測生物標(biāo)志物。TANG等［14］也發(fā)現(xiàn)血清外泌體aHIF在上皮性卵巢癌中過度表達(dá)，aHIF表達(dá)較高的患者總體生存較差，多因素Cox回歸模型顯示aHIF水平是上皮性卵巢癌的獨(dú)立預(yù)后因素，而基于aHIF建立的列線圖模型對上皮性卵巢癌患者也具有良好的預(yù)測能力，因此認(rèn)為外泌體可作為評估預(yù)后的無創(chuàng)預(yù)測生物標(biāo)志物。綜上所述，外泌體作為卵巢癌預(yù)后評估的生物學(xué)標(biāo)志物蘊(yùn)含巨大前景，未來需要更多、更深入的研究證實(shí)其臨床應(yīng)用的安全性及可行性。

2.3 外泌體在卵巢癌治療中的應(yīng)用

2.3.1 外泌體作為卵巢癌的治療靶點(diǎn) 隨著對外泌體研究不斷深入，目前認(rèn)為外泌體在卵巢癌治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，包括在卵巢癌抗化療耐藥性、腫瘤轉(zhuǎn)移、靶點(diǎn)治療以及改善臨床療效等方面。KALPANA等［15］發(fā)現(xiàn)在順鉑治療過程中將缺氧性卵巢癌細(xì)胞系外泌體（HEx）與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)可提高細(xì)胞存活率，而用已知的抑制劑Amiloride或STAT3阻止外泌體釋放，并用順鉑治療可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡顯著增加，提示HEx可以促進(jìn)卵巢癌轉(zhuǎn)移和提高化療耐藥性，可以作為腫瘤轉(zhuǎn)移、化療耐藥性的新機(jī)制以及改善臨床療效的干預(yù)手段。NAKAMURA等［16］研究則發(fā)現(xiàn)GW4869可抑制晚期卵巢癌細(xì)胞外泌體釋放，并通過減弱人腹膜間皮細(xì)胞中CD44的表達(dá)和逆轉(zhuǎn)上皮?間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial?mesenchymal transition，EMT）抑制卵巢癌侵襲。顯示了外泌體作為晚期卵巢癌新型輔助劑治療策略的潛在用途。此外，YOSHIMURA等［10］發(fā)現(xiàn)在卵巢癌患者血清中表達(dá)水平明顯升高的外泌體miR?99a?5p可以通過感染鄰近的人腹膜間皮細(xì)胞，從而促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲纖連蛋白和玻連蛋白上調(diào)，證實(shí)外泌miR?99a?5p可以作為抑制卵巢癌進(jìn)展的靶標(biāo)。還有研究［17］發(fā)現(xiàn)來自脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體可以通過阻斷細(xì)胞周期和激活線粒體介導(dǎo)的凋亡信號抑制A2780人卵巢癌細(xì)胞增殖，同樣顯示了外泌體miR?NAs在這一抑制途徑中的重要性，為卵巢癌的研究和治療提供新的進(jìn)展。

2.3.2 外泌體作為藥物載體用于卵巢癌治療 外泌體具有穩(wěn)定的雙分子脂膜結(jié)構(gòu)，使其在體內(nèi)循環(huán)中具備較高的耐受性，加上較長的循環(huán)半衰期、低毒性或無毒性、固有的針對特定組織甚至細(xì)胞的能力、低免疫原性和固有的歸巢能力等［18］，外泌體也可以通過基因工程穿過生物障礙（如血腦屏障），并攜帶多種藥物分子和基因（如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核糖核酸和脫氧核糖核酸），滲透到組織中，從而有效地防止它們降解［19］，因此外泌體也有望成為一種新型有效的藥物傳遞系統(tǒng)。REZA等［17］研究發(fā)現(xiàn)脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體通過傳遞miRNA可降低A2780卵巢癌細(xì)胞增殖，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，表明外泌體作為傳遞工具可以應(yīng)用于卵巢癌的治療。FARRUKH等［20］通過外泌體傳遞花青素（anthocyan）作用于卵巢癌細(xì)胞，也發(fā)現(xiàn)花青素的外泌體制劑對藥物敏感和耐藥的人卵巢癌細(xì)胞均具有較強(qiáng)的治療作用，且與順鉑聯(lián)合使用能協(xié)同提高其治療活性。還有研究發(fā)現(xiàn)加載雷公藤（tripterygi?um wilfordii Hook.f.）的外泌體可抑制卵巢癌細(xì)胞增殖以及腫瘤生長，具有較好的腫瘤治療潛力［21］。YUE等［22］將負(fù)載多柔比星（doxorubicin，Dox）的IRGD外泌體靜脈注射到卵巢癌小鼠體內(nèi)，觀察小鼠體內(nèi)成瘤情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IRG外泌體?Dox組小鼠的腫瘤體積明顯小于PBS組、外泌體組、Dox組和空白?外泌體?Dox組，顯示了基于多功能外泌體的藥物載體構(gòu)建在抗腫瘤治療中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。以上研究結(jié)果提示治療性外泌體可以應(yīng)用于抑制卵巢癌細(xì)胞增殖，盡管其臨床應(yīng)用仍面臨許多挑戰(zhàn)，如大規(guī)模生產(chǎn)、細(xì)胞來源及其對靶細(xì)胞的特異性，但工程外泌體仍是治療卵巢癌有前途的治療策略。

3 小結(jié)

外泌體的發(fā)現(xiàn)及深入研究在卵巢癌診療中發(fā)揮了重要作用，其獨(dú)特的生物學(xué)優(yōu)勢為卵巢癌的早期診斷、預(yù)后評估、靶向載藥、提高藥效等提供新思路，但將其應(yīng)用于臨床也面臨諸多難題，例如外泌體提取與鑒定技術(shù)尚不足，給藥途徑及頻次選擇的尚無最佳統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以及如何提高治療靶向性，不良反應(yīng)研究等，這些問題都需要未來進(jìn)一步更深入研究探索，才能使外泌體更好地應(yīng)用于卵巢癌診療。