外泌體在胃癌轉移中作用機制的研究進展*

董超 李東寶 周進

作者單位：蘇州大學附屬第一醫院普外科（江蘇省蘇州市215006）

胃癌是一種常見的上消化道惡性腫瘤。基于GLOBCAN 發布的185 個國家的腫瘤評估數據，胃癌的發病率和死亡率分別居惡性腫瘤的第5 位和第4 位[1]，在中國，胃癌僅次于肺癌成為癌癥導致死亡的第二大原因[2]。盡管隨著現代醫學的進步及精準醫療的發展，針對胃癌的手術、化療、靶向治療等綜合治療手段取得了較大進步，但胃癌的預后仍不佳。由于胃癌早期缺乏特異性癥狀及有效診斷方法，多數患者在確診時已有轉移，這是其預后差的主要原因。目前的檢查方法中，作為“金標準”的侵入性檢查——內鏡加活組織檢查難以普及，非侵入性檢查方法如傳統腫瘤標志物（如癌胚抗原CEA、糖類抗原CA19-9 和CA72-4）的特異度和靈敏度欠佳，在臨床工作中應用受限。因此，目前臨床上迫切需要新的、有效的腫瘤學分子標志物，以實現對胃癌和轉移的早期發現。近年來，外泌體是腫瘤領域的研究熱點，它可以傳遞分子信號，調控腫瘤微環境，參與了多種腫瘤發生與發展。本文就外泌體在胃癌轉移中的作用和機制進行綜述。

1 外泌體的生物學特性

外泌體是一種可以被人體絕大多數細胞分泌的、直徑約為40～160 nm 的雙脂質層囊泡，存在于血漿、膽汁、乳汁等各種體液中[3]。外泌體膜中富含特異性膜蛋白CD9、CD63、CD81，這些蛋白成為外泌體的膜標志物[4-5]。外泌體可以通過轉運其內容物，如蛋白質、各種非編碼RNA 實現細胞間的信息交流和相互作用[6-7]。正常細胞和病理細胞（如腫瘤細胞）均可分泌外泌體，參與相應狀態下的靶細胞的生命活動過程。近年的研究發現外泌體所攜帶的內容物可以通過調控細胞增殖、遷移以及血管生成在腫瘤發生發展過程中發揮重要作用。不同來源的外泌體在內容物種類上相似，但是各組分濃度及其作用上卻有差別，如載脂蛋白E 在M2型巨噬細胞來源的外泌體中表達水平明顯高于M1 型巨噬細胞來源外泌體[8]；胃癌細胞分泌的外泌體能誘導中性粒細胞表型轉化，使后者發揮促癌作用[9]。

2 外泌體與胃癌轉移

轉移是胃癌進展過程中重要的臨床特征，其中以腹膜轉移、肝轉移、肺轉移以及淋巴結轉移常見。胃癌轉移是由胃癌細胞與其所處的內外環境（即腫瘤微環境）所決定的，胃癌的轉移過程也是二者相互作用、相互改造的過程。近年的研究發現，外泌體可以調控腫瘤微環境中多種細胞的生物學行為，改變腫瘤微環境，參與到胃癌的轉移中[10]。

2.1 外泌體與腹膜轉移

腹膜是胃癌常見轉移的器官。近年有多項研究探討了外泌體在腹膜轉移中的作用機制。依據腫瘤轉移的“種子”與“土壤”假說，腹膜轉移過程中胃癌細胞和腹膜屏障在形態與功能上已發生改變。已有研究表明，外泌體能增強胃癌細胞增殖能力和上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），促進“種子”侵襲和遷移。Hu 等[11]分析并研究了胃癌患者惡性腹腔積液中提取的外泌體，發現后者能通過增強胃癌細胞EMT，促進胃癌腹膜播散。

另外，多項研究發現胃癌細胞分泌的外泌體可以調控腹膜間皮細胞間皮-間質轉化（mesothelial -mesenchymal transition，MMT）和凋亡，改造轉移前“土壤”，有利于胃癌細胞定植。Deng 等[12]發現胃癌細胞MGC803 來源的外泌體能上調腹膜間皮細胞的凋亡水平和增強MMT，破壞間皮細胞層，促進胃癌細胞腹膜定植。就外泌體內容物而言，Li 等[13]發現胃癌細胞MGC803 來源外泌體高表達miR-21-5p，后者能抑制TGF-β/Smad 通路抑制物SMAD7 的表達，促進間皮細胞上皮表型向間質表型轉化；有研究發現胃癌細胞來源的外泌體miR-106a 不僅能誘導腹膜間皮細胞MMT，還可以誘導間皮凋亡，參與破壞腹膜屏障功能[14-15]。此外，Tanaka 等[16]通過熒光標記發現小鼠胃漿膜間皮細胞可以向胃癌細胞趨化和遷移，研究發現胃癌細胞分泌的胞外囊泡（包括外泌體）轉運Wnt3a，激活Wnt3a/β-catenin 通路，誘導漿膜間皮細胞侵入胃壁，破壞間皮完整性。

2.2 外泌體與肝轉移

研究發現血管生成在胃癌轉移中發揮重要作用。血管生成不僅為胃癌細胞提供營養供給，也為胃癌細胞的轉移提供了通道。如有研究發現胃癌細胞來源的外泌體非編碼RNA X26nt 可以抑制內皮細胞內皮鈣粘著蛋白表達，從而增強內皮細胞血管生成能力[17]，而人臍帶間充質干細胞來源的外泌體miR-6 785-5p 可以抑制血管生成和胃癌轉移[18]。

肝是胃癌血行轉移的常見器官。近幾年研究發現外泌體參與了胃癌的肝轉移過程。Feng 等[19]發現高侵襲性胃癌細胞分泌的外泌體能轉運miR-196a-1至低侵襲性胃癌細胞，抑制后者分泌型卷曲相關蛋白1 表達，增強其侵襲和遷移能力，促進胃癌肝轉移。Zhang 等[20]發現胃癌細胞SGC7901 外泌體轉運內皮細胞生長因子受體，后者與肝間質細胞膜融合，從而活化肝細胞生長因子，促進胃癌細胞在肝內黏附和增殖。另外，腫瘤細胞來源外泌體可以轉運整合素（integrin）調控腫瘤在轉移中的器官親和力，Li 等[21]最近研究發現人表皮生長因子受體-2 陽性胃癌細胞中HER2 可通過激活PI3K-AKT 通路上調integrinβ5 表達，促進胃癌肝轉移。

2.3 外泌體與肺轉移

肺是胃癌血行轉移途徑中另一個常見的靶器官。近年的研究發現胃癌肺轉移過程與外泌體誘導的免疫抑制有關。Liu 等[22]熒光標記胃癌細胞MKN-28、MKN-45 和SGC-7 901 來源的外泌體并注射小鼠體內，發現外泌體在肺部富集，將CD8+T 細胞與3 種胃癌細胞系來源的外泌體共培養發現：胃癌細胞來源的外泌體能促進CD8+T 細胞凋亡，同時改變其基因表達和細胞因子分泌模式，增加腫瘤微環境中CD4+T 細胞的比例，降低CD8+T 細胞和NK 細胞比例，誘導免疫抑制的腫瘤微環境，從而有利于肺轉移。

2.4 外泌體與其他部位轉移

除了上述轉移部位，近年研究還發現外泌體參與了胃癌淋巴轉移。Yen 等[23]分析了發現胃癌患者血清外泌體TGF-β1 在淋巴結轉移病例中表達升高，TGF-β1 能促進幼稚T 細胞向調節性T 細胞（Treg）分化，使得FOXP3+Treg 在胃癌引流淋巴結副皮質區占比上調，抑制免疫功能，參與到胃癌淋巴轉移中。

3 外泌體與診斷

外泌體在胃癌診斷中的效能優于傳統腫瘤標志物。Guo 等[24]分析了522 例胃癌患者、219 例健康對照者和85 例癌前病變患者的血漿外泌體lncRNAGC1 診斷胃癌的受試者工作特征曲線，發現曲線下面積（AUC）為0.903 3，遠高于CEA（AUC 為0.598 7）、CA72-4（AUC 為0.681 6）和CA19-9（AUC 為0.648 2），尤其在早期胃癌診斷中表現優異，并且血漿外泌體lncRNA-GC1 水平隨胃癌Ⅰ～Ⅲ期顯著升高，因此可以用來監測胃癌進展。

外泌體也可以用作胃癌轉移的診斷與術后復發的監測。外泌體miR-29 在T4 期胃癌患者術后腹膜復發患者腹腔灌洗液中表達水平顯著下降[25]；外泌體miR-301a-3p 在胃癌腹膜轉移患者的血清水平顯著高于非轉移患者和健康人，有望成為胃癌腹膜轉移的標志物[26]。近期有研究發現伴肝轉移患者血漿外泌體integrinβ5 顯著高于未轉移胃癌患者[21]；血漿外泌體miR-23b[27]和miR-143-5p[28]表達水平也有望用于胃癌肝轉移的診斷與監測。血漿外泌體TGF-β1[23]和circ-KIAA1244[29]則有望用來監測胃癌淋巴結轉移。此外，血漿外泌體miR-379-5p 和miR-410-3p 有望用作Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者術后血行轉移的監測手段[30]。

4 外泌體與治療

胃癌的靶向治療是近年來胃癌研究的新的方向。腫瘤來源外泌體可以通過增強胃癌細胞增殖遷移能力、促進血管生成和免疫逃逸等多種機制參與胃癌轉移。因此，外泌體可以成為胃癌治療的新方向，如外泌體miRNA-155 可以作為抑制血管生成的靶點[31]；外泌體PD-L1 有望成為回調免疫細胞功能的靶點[32]。

在臨床，化療仍是胃癌患者尤其是中晚期患者術后的主要治療手段，而化療抵抗是絕大多數腫瘤化療中會面臨的難題。研究發現外泌體可以誘導這一過程：外泌體miR-374a-5p 促進胃癌對化療藥奧沙利鉑的抵抗[33]；外泌體miR-501 能促進胃癌對阿霉素抵抗[34]；外泌體miR-522 也能增強胃癌的化療抵抗[35]。Wang等[36]發現通過外泌體轉運anti-miR-214 可以逆轉胃癌患者對順鉑的化療抵抗。

5 結語與展望

胃癌轉移是臨床診治的難點和研究的熱點之一，外泌體內容物則在胃癌的轉移中發揮重要作用。基于腫瘤轉移的“種子”和“土壤”理論，外泌體可以調控作為“種子”的胃癌細胞和改造作為“土壤”的轉移前微環境。目前已證實胃癌細胞來源外泌體可以促進胃癌細胞增殖和遷移，近年來的研究主要集中在外泌體對轉移前微環境的改造。目前，相關研究證實外泌體miRNA 通過結合靶基因促進其mRNA 降解，誘導腹膜間皮細胞的凋亡和促進MMT 轉化參與了作為腹膜屏障的破壞。Tanaka 等[16]通過小鼠體內試驗發現胃癌細胞來源的囊泡對腹膜間皮細胞的趨化作用，提示間皮細胞在胃癌腹膜轉移中承擔更為積極主動的角色。隨著研究進展，外泌體在胃癌肝、肺、淋巴轉移中的作用進一步被發掘，但是當前的研究也存在諸多缺陷，如不同的外泌體分子是否存在通路的互作，基于細胞水平的外泌體研究是否能在復雜的腫瘤微環境中具有同等的效力等，值得進一步深入研究。

外泌體miRNA 和蛋白質相對于傳統標記物已被證實可能具有更高靈敏度和特異度，具有診斷胃癌和監測其轉移的潛能，但是仍缺乏大樣本數據的分析，因此尚不能在臨床上普及。此外，外泌體有望成為藥物載體以及一種新型的胃癌診治靶點。胃癌轉移的發生機制是胃癌研究領域的一項重大課題，探究外泌體在胃癌進展中的作用具有廣闊的應用前景，亟需更多的深入探究。