外泌體與婦科惡性腫瘤相關(guān)性的最新研究進(jìn)展

宋家羽 馮越 王棹 綜述 張?jiān)破G 審校

外泌體是直徑30～140 nm脂質(zhì)雙層的核內(nèi)小顆粒，它們是細(xì)胞外囊泡的組成部分[1]。20世紀(jì)80年代，Harding等[2]首次發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞培養(yǎng)基中可觀察到該物質(zhì)。Johnstone等[3]于1987年將該物質(zhì)命名為外泌體。多種細(xì)胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體，其主要來源于細(xì)胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體，經(jīng)多囊泡體外膜與細(xì)胞膜融合后釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中。外泌體在各種體液中穩(wěn)定存在，如尿液、血液、母乳和唾液中[4]。外泌體中包含蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、RNA，它們與各種蛋白質(zhì)細(xì)胞來源相關(guān)，并且可以將其內(nèi)含物靶向運(yùn)輸?shù)礁浇瓦h(yuǎn)處的細(xì)胞。近年來，由于外泌體作為細(xì)胞間信使的獨(dú)特功能、改變受體細(xì)胞生物活性的能力以及在疾病診斷和靶向治療給藥方面的治療潛力，人們對外泌體研究的越來越多[1]。但關(guān)于外泌體在婦科惡性腫瘤的研究較少，故本文就外泌體與婦科惡性腫瘤相關(guān)靶點(diǎn)及臨床治療中抗腫瘤藥物方面進(jìn)行簡要綜述。

1 外泌體在腫瘤中的調(diào)控機(jī)制

外泌體可能是腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良的因素，根據(jù)現(xiàn)有研究表明可能有以下幾點(diǎn)原因：(1)外泌體促進(jìn)腫瘤血管生成。Liu等[5]發(fā)現(xiàn)STAT3調(diào)控的外泌體miR-21可誘導(dǎo)人支氣管上皮細(xì)胞的腫瘤血管生成；(2)外泌體參與腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。首先，腫瘤外泌體可通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞內(nèi)部微環(huán)境等方式來增強(qiáng)其侵襲力。Guo等[6]發(fā)現(xiàn)低氧誘導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤來源的外泌體miR-29a和miR-92a比常氧誘導(dǎo)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤外泌體更能促進(jìn)骨髓來源的抑制細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor，MDSC)增殖和分化。其次，外泌體miRNA已被證實(shí)與多種類型腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。Hsu等[7]發(fā)現(xiàn)肺癌的外泌體miR-23a可在癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間傳遞遺傳物質(zhì)。最后，外泌體可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)致癌信號通路的激活，導(dǎo)致腫瘤的轉(zhuǎn)移。Li等[8]發(fā)現(xiàn)來源于胃癌的外泌體miR-21-5p通過激活TGF-β/Smad通路來促進(jìn)胃癌向腹膜轉(zhuǎn)移；(3)外泌體參與免疫抑制。Chen等[9]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性黑素瘤的外泌體表面攜帶PD-L1，干擾素-γ(Interferon-γ，IFN-γ)刺激會增加PD-L1的量，從而抑制CD8 T細(xì)胞的功能并促進(jìn)腫瘤增殖?，F(xiàn)雖外泌體與腫瘤相關(guān)研究較多，但其具體機(jī)制尚未明確，仍需進(jìn)一步研究。

2 外泌體與婦科惡性腫瘤的相關(guān)性

2.1 外泌體與宮頸癌

宮頸癌是全世界女性第四位常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率在婦科腫瘤中居第二位，也是發(fā)展中國家女性癌癥死亡的主要原因，約95%的與宮頸癌發(fā)病率最主要相關(guān)因素為持續(xù)性高危型人乳頭瘤病毒(Human papilloma virus，HPV)[10]，而篩查宮頸癌的細(xì)胞學(xué)檢查特異性高，敏感性較低。因此，找到更為敏感的腫瘤標(biāo)志物可以大大提高診斷宮頸癌的概率，更好的落實(shí)宮頸癌的二級預(yù)防，提高患者的生存率、改善預(yù)后。

越來越多的研究表明外泌體可以成為宮頸癌早期診斷的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。Zheng等[11]研究發(fā)現(xiàn)外泌體介導(dǎo)的let-7d-3p和miR-30d-5p在宮頸腫瘤和臨近的正常組織間的表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這兩個(gè)血漿外泌體是可用于宮頸癌及其前體的非侵入性篩查有價(jià)值的診斷生物標(biāo)志物。近年來研究發(fā)現(xiàn)，血管生成是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵，Wu等[12]研究表明，宮頸鱗癌(Cervical squamous cell carcinoma，CSCC)外泌體將miR-221-3p從癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到血管內(nèi)皮細(xì)胞，并通過下調(diào)血小板反應(yīng)蛋白2(Thrombospondin-2，THBSC2)促進(jìn)血管生成。Zhang等[13]研究發(fā)現(xiàn)與健康人群及宮頸癌前病變患者(Cervical intraepithelial neoplasia，CIN)相比，從宮頸癌患者提取的癌組織中外泌體PI3k/Akt/mTOR水平較高，隨著腫瘤惡性程度的增加，宮頸癌組織中外泌體PI3k/Akt/mTOR基因和蛋白水平升高，外泌體介導(dǎo)的該信號通路可能提供候選的診斷性生物標(biāo)志物或潛在的治療靶點(diǎn)。Shi等[14]發(fā)現(xiàn)激活的轉(zhuǎn)錄因子1(Activating transcription factor 1，ATF1)和RAS基因在原發(fā)性和復(fù)發(fā)性宮頸癌小鼠模型的腫瘤中顯著上調(diào)，并且ATF1和RAS也可以在小鼠模型的血外泌體中被檢測到。研究結(jié)果表明，外泌體介導(dǎo)的ATF1和RAS可能成為宮頸癌的另一個(gè)診斷標(biāo)志物，為宮頸癌的個(gè)體化檢測和治療提供了新的思路。

另一方面，外泌體與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展及臨床耐藥密切相關(guān)。Zhang等[15]證實(shí)宮頸癌細(xì)胞分泌的外泌體miR-221-3p通過下調(diào)MAPK10的表達(dá)，來促進(jìn)宮頸癌微血管內(nèi)皮細(xì)胞(Microvascular endothelial cells，MVECs)的侵襲、遷移和血管生成。順鉑(Cisplatin，DDP)是一種廣泛用于治療宮頸癌的強(qiáng)效化療藥物，但其有效性受到耐藥性發(fā)展的限制。Luo等[16]研究得知，宮頸癌分泌的外泌體攜帶HNF1A-AS1，其作為miR-34b的ceRNA，促進(jìn)TUFT1的表達(dá)，從而促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞對DDP的耐藥，這為進(jìn)一步研究宮頸癌發(fā)病機(jī)制及靶向治療改善DDP耐藥提供了新的線索和思路，從而改善患者的預(yù)后。

2.2 外泌體與卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，病死率居?jì)D科惡性腫瘤首位[17]，它起病隱匿、病情進(jìn)展快，發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已是晚期。其轉(zhuǎn)移途徑主要以直接蔓延及腹腔種植為主，較為獨(dú)特。因此對女性生命和健康造成嚴(yán)重的威脅[18]。且卵巢癌易對DDP耐藥，預(yù)后不理想，因此卵巢癌的臨床診斷及探尋新的治療策略具有重要價(jià)值。

根據(jù)外泌體在癌癥生物學(xué)中的重要性，外泌體的靶向治療在卵巢癌治療中可能具有治療應(yīng)用。Nakamura等[19]發(fā)現(xiàn)CD44在癌細(xì)胞來源的外泌體中富集，轉(zhuǎn)移并內(nèi)化到人腹膜間皮細(xì)胞(Human peritoneal mesothelial cells，HPMCs)中，導(dǎo)致HPMCs中CD44表達(dá)水平升高。這種CD44在HPMCs中的表達(dá)增加通過誘導(dǎo)HPMCs分泌MMP-9和清除間皮屏障來促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲。該研究表明，卵巢癌來源的外泌體可將CD44轉(zhuǎn)移到HPMCs，促進(jìn)了腫瘤的侵襲。鑒于CD44在癌癥侵襲中的重要作用，該分子有望成為卵巢癌治療的靶點(diǎn)。Tang等[20]首次證明可溶性E-鈣黏蛋白(Soluble E-cadherin，sE-cad)是卵巢癌患者惡性腹水中高表達(dá)的一種強(qiáng)有力的血管生成誘導(dǎo)劑，并且以外泌體的形式大量釋放。體內(nèi)和臨床數(shù)據(jù)證明，sE-cad陽性的外泌體與惡性腹水的形成和廣泛的腹膜傳播有關(guān)。由此可知，sE-cad的外泌體釋放是卵巢癌轉(zhuǎn)移的一種常見途徑，可能成為卵巢癌診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物。Xu等[21]從36例患者的卵巢癌組織和鄰近的非腫瘤卵巢樣本中檢測到了6個(gè)候選miRNA的表達(dá)，同樣在患者血清樣本的外泌體中也被檢測到。但只有miR-101水平在卵巢組織樣本和血清外泌體中被改變。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)miR-101外泌體通過抑制腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子來抑制卵巢癌細(xì)胞的侵襲和遷移。并且發(fā)現(xiàn)卵巢癌外泌體中miR-101的表達(dá)水平顯著降低，表明miR-101的減少主要與卵巢癌細(xì)胞遷移的顯著增強(qiáng)有關(guān)。因此，該研究結(jié)果表明，血清外泌體中miR-101有可能成為卵巢癌診斷的標(biāo)志物，miR-101模擬物是治療卵巢癌的潛在治療藥物。

另外有研究發(fā)現(xiàn)，外泌體可通過促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial to mesenchymal transition，EMT)進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤組織的鉑耐藥性。Crow等[22]發(fā)現(xiàn)外泌體參與了細(xì)胞間的致癌蛋白和遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。他們推測這可能是上皮性卵巢癌(Epithelial ovarian cancer，EOC)細(xì)胞內(nèi)在耐鉑群體影響周圍腫瘤細(xì)胞的一種機(jī)制。經(jīng)研究得知，來自鉑耐藥EOC細(xì)胞的外泌體可以將其部分耐藥表型轉(zhuǎn)移到鉑敏感細(xì)胞，由此可得出腫瘤衍生的外泌體的交換使EMT表型得以延續(xù)，從而導(dǎo)致鉑耐藥細(xì)胞亞群的發(fā)展。Zhang等[23]研究也發(fā)現(xiàn)，耐藥卵巢癌細(xì)胞能夠通過外泌體影響敏感細(xì)胞的耐藥性。在他們的研究中表明，在卵巢癌細(xì)胞中，與紫杉醇敏感細(xì)胞相比，紫杉醇耐藥細(xì)胞更易合成并釋放富含P-糖蛋白的外泌體。富含P-糖蛋白的外泌體可通過調(diào)節(jié)局部腫瘤微環(huán)境提高腫瘤細(xì)胞對紫杉醇的耐藥性。外泌體介導(dǎo)的P-糖蛋白的轉(zhuǎn)移，使紫杉醇在受體細(xì)胞中重新分布，導(dǎo)致紫杉醇的耐藥性提高了5倍。因此，在卵巢癌患者耐藥性的靶向治療中，外泌體具有良好的應(yīng)用前景。

隨著對外泌體在癌癥中的作用認(rèn)識的不斷加深，我們可以著眼于減少腫瘤相關(guān)外泌體的分泌、在外泌體上裝載藥物或miRNA，或開發(fā)基于外泌體的免疫治療。一些研究已經(jīng)證明外泌體是一種潛在的治療工具。岳艷等[24]通過用靶向融合肽將帶有腫瘤靶向肽IRGD的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到外泌體從而構(gòu)建IRGD外泌體，觀察到其通過膜融合選擇性地與卵巢癌細(xì)胞NuTu-19相互作用。然后將裝有阿霉素(Adriamycin，Dox)的IRGD外泌體靜脈注射到患有卵巢癌的小鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示，IRGD外泌體Dox組的腫瘤體積明顯小于PBS組、外泌體組、Dox組、空白外泌體Dox組，說明構(gòu)建多功能外泌體藥物載體在抗腫瘤治療中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。免疫治療是一種較新的治療手段，外泌體有望應(yīng)用于免疫治療。現(xiàn)有研究表明，樹突狀細(xì)胞的衍生外泌體可以激活T細(xì)胞和NK細(xì)胞，增強(qiáng)了免疫細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。由于外泌體在免疫治療方面的巨大潛力和益處，一些臨床研究已經(jīng)嘗試使用來源于樹突狀細(xì)胞的外泌體治療晚期癌癥。另外研究還表明腫瘤來源的外泌體攜帶多種腫瘤抗原，可觸發(fā)腫瘤抗原特異性免疫反應(yīng)。腫瘤來源的外泌體也含有轉(zhuǎn)移或侵襲相關(guān)的分子，這可能是癌癥免疫治療的潛在靶點(diǎn)[25]。外泌體在卵巢癌的免疫治療中具有良好的應(yīng)用前景，目前暫無與外泌體為基礎(chǔ)的卵巢癌免疫治療相關(guān)的報(bào)道，這也為我們提供了新的治療策略。

2.3 外泌體與子宮內(nèi)膜癌

子宮內(nèi)膜癌是子宮內(nèi)膜的一種原發(fā)性上皮惡性腫瘤，是女性生殖系統(tǒng)中三種最常見的惡性腫瘤之一，近年來子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢。子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞通過肌層的侵襲及其向鄰近淋巴結(jié)的遷移是影響其預(yù)后的關(guān)鍵因素，了解子宮內(nèi)膜癌進(jìn)展的潛在機(jī)制對疾病的預(yù)防和治療至關(guān)重要。多囊卵巢綜合征(Polycystic ovarian syndrome，PCOS)是育齡婦女最常見的內(nèi)分泌疾病。PCOS患子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險(xiǎn)增加了2.7倍。Che等[26]發(fā)現(xiàn)PCOS血清來源的外泌體miR-27a-5p通過上調(diào)SMAD4來促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。由此可見，定量檢測PCOS患者循環(huán)外泌體中miR-27a-5p水平可能是啟動子宮內(nèi)膜癌預(yù)防治療的有用標(biāo)志。Srivastava等[27]收集來自子宮內(nèi)膜癌患者和具有子宮內(nèi)膜癌癥狀但還未診斷為子宮內(nèi)膜癌的患者的尿液，分離兩組尿液外泌體，評估這兩組外泌體中miRNA的含量。檢測結(jié)果顯示，在研究的84種miRNA中，hsa-miR-200c-3p表現(xiàn)出最大倍數(shù)變化。使用生物信息學(xué)和計(jì)算機(jī)軟件工具評估hsa-miR-200c-3p在EC中的生物學(xué)意義。得出的結(jié)論是，外泌體中的hsa-miR-200c-3p可作為子宮內(nèi)膜癌的診斷性生物標(biāo)志物，同時(shí)尿液來源的外泌體為非侵入性生物標(biāo)志物的發(fā)展鋪平了道路?？紤]到癌細(xì)胞對基質(zhì)支持的依賴性，與癌癥相關(guān)的成纖維細(xì)胞(Cancer-associated fibroblast，CAF)在腫瘤進(jìn)展中起關(guān)鍵作用，了解CAFs在腫瘤環(huán)境中如何與子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞進(jìn)行交流，對于子宮內(nèi)膜癌的治療具有重要意義。Li等[28]發(fā)現(xiàn)CAFs衍生的外泌體miR-148b通過直接結(jié)合其下游靶基因DNMT1而發(fā)揮抑癌作用，抑制子宮內(nèi)膜癌轉(zhuǎn)移。在子宮內(nèi)膜癌中，DNMT1可能通過誘導(dǎo)EMT來促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。因此，miR-148b下調(diào)可減輕DNMT1的抑制，從而誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞發(fā)生EMT。但是他們還發(fā)現(xiàn)CAFs衍生的外泌體miR-148b在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中與正常成纖維細(xì)胞(Normal fibroblasts，NFs)相比顯著降低。綜上所述，CAFs介導(dǎo)的子宮內(nèi)膜癌進(jìn)展與miR-148b在CAFs外泌體中的丟失有關(guān)，促進(jìn)基質(zhì)細(xì)胞來源的miR-148b的轉(zhuǎn)移可能是預(yù)防子宮內(nèi)膜癌進(jìn)展的潛在治療手段。

3 小結(jié)與展望

婦科惡性腫瘤威脅著女性的健康，其早期診斷困難，轉(zhuǎn)移率高和耐藥性強(qiáng)仍然是其診治過程中面臨的主要障礙。外泌體作為腫瘤微環(huán)境的一員，其不僅在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、耐藥性及免疫抑制等方面起著舉足輕重的作用，亦可作為一種新的腫瘤標(biāo)志物和臨床治療靶分子應(yīng)用于臨床工作中。但在不同的腫瘤中，外泌體介導(dǎo)的介質(zhì)不盡相同，且調(diào)控作用也不盡相同，因此外泌體與腫瘤發(fā)生發(fā)展及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。目前外泌體在其他婦科惡性腫瘤中研究甚少，需要進(jìn)一步探究，但在宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌中的研究較多，可以為其臨床治療和預(yù)后評估提供新的研究方向。隨著研究的不斷進(jìn)展，外泌體將會為婦科腫瘤及腫瘤轉(zhuǎn)移的解決提供新的思路和目標(biāo)。