外泌体在卵巢癌转移及诊疗中的研究进展

魏善臣 王昊 李佩玲

卵巢癌是常见的妇科恶性肿瘤,由于卵巢癌缺乏有效的筛查及预防手段，2/3患者初诊时已是晚期，错过最佳手术时机，所以致死率居女性生殖道恶性肿瘤首位。近几年，人们发现被称作外泌体(Exosomes)的一种纳米级囊泡中含有大量与其来源密切相关的蛋白质、脂质和 RNA分子，可以在细胞之间传递信息，介导多种细胞间的“信息交流”，发挥对受体细胞的调节作用。随着对外泌体作用机制的深入研究，越来越多的研究发现外泌体与多种肿瘤的发生、发展密切相关。本文就外泌体在卵巢癌转移机制及诊疗中的研究进展进行综述。

一、外泌体的生物学特性

外泌体是细胞分泌的直径大约为30～100纳米的微小囊泡，它可以扩散到细胞附近区域，也可被循环系统带到更远的部位[1]，并激活受体细胞的某些信息传导通路或将携带的遗传信息传递到受体细胞中去[2-3]。越来越多的报道显示细胞产生和释放包括外泌体及微囊泡在内的细胞外囊(extracellular vesicles，EV)是多种生理及病理过程如癌症中介导细胞间通讯的重要物质[4-6]。这些膜包被的结构可以传递特定的蛋白、RNA转录本、microRNA甚至是DNA到靶细胞[7-9]，并且改变靶细胞的功能状态[10]。最近的研究结果表明，肿瘤产生的外泌体(tumor-derived exosome，TDE)在引起肿瘤转移、营造适合肿瘤转移的条件以及帮助肿瘤逃避免疫系统监视等方面都发挥有重要的作用[11]。

二、外泌体与卵巢癌

外泌体在卵巢癌患者的病灶、血浆中及腹水中被证实存在[12-13]，卵巢癌来源的外泌体承载多种生物活性物质，包括各种蛋白质和RNAS，这些物质决定了外泌体的功能与特性。迄今为止，人卵巢癌源性外泌体共被分析出含有2 000多种蛋白组分[14]。其中多种蛋白与肿瘤的发展及转移相关，如膜蛋白(Alix、TSG 101)，四跨膜家族(CD63、CD37、CD53、CD81、CD82)，热休克蛋白(Hsp84/90、Hsc70)及酶类(葡糖磷酸异构酶、过氧化物酶、醛糖还原酶、脂肪合成酶)等。同时也已发现多种miRNA存在于卵巢癌源性外泌体中，包括miR-21、miR141、miR200a、miR200c、miR200b、miR203、miR205、miR214、let-7a-f、miR200a-c与卵巢癌的侵袭有关[15]。

三、外泌体参与卵巢癌转移的机制

1.传递上皮细胞-间充质转化信息

上皮细胞-间充质转化(EMT)是指上皮细胞在特定生理或病理情况下，向具有间质表型的细胞发生转变。肿瘤转移的第一步需要侵袭包裹在原发肿瘤周围的基膜，然后借助循环系统传播出去，而原发肿瘤中的上皮细胞通过向间充质转化，可以获得迁徙和侵袭的能力，进而帮助它们跨越基膜这道屏障[16]。

研究表明，卵巢癌产生的外泌体可用于传播导致上皮细胞-间充质转化的信息。在这类外泌体中，有很多已知或潜在的诱导上皮细胞-间充质转化的因子，包括TGFb、MMPs、IL-6、AKT、ILK1等[17]。接受了这些外泌体的细胞表现出与上皮细胞-间充质转化过程相关的生化和形态转变。同时，外泌体还能够通过削弱阻挡肿瘤转移的屏障的方法来帮助肿瘤转移的发生[18]。

2. 改造受体组织微环境

肿瘤转移的器官倾向性(Organotropic Metastasis)指某些原发肿瘤特别容易在特定器官中产生新的病灶。这一过程是癌症生物学中一个由来已久的谜。虽然上皮细胞-间充质转化会帮助肿瘤细胞扩散，但是游动的肿瘤细胞仍然需要停靠到一个合适的组织环境，只有这样才可增生成为新的肿瘤。最新研究表明，肿瘤通过外泌体可以改造受体组织的微环境，使其更适于肿瘤细胞的生长[19]。由于不同外泌体对不同器官的亲和力各异，使得肿瘤扩散出现的地点表现出一定的规律[6]。

有证据显示，在卵巢癌中，肿瘤来源的外泌体能够激活脂肪组织来源的间充质干细胞转化为肌成纤维细胞，促进肿瘤生长[20]。肿瘤细胞直接来源的以及患者体液中分离出的外泌体具有明显的促血管生成作用，对于研究卵巢的发生、发展及腹水生成具有重要意义。在缺氧条件下，肿瘤细胞来源的外泌体中miR-201的表达明显增加，进而促进血管内皮细胞增殖及血管形成[21]。

转移的癌细胞要想成功增殖成为新的病灶，需要逃过人体固有和治疗诱发的免疫监视。最新研究发现，卵巢癌释放的外泌体在免疫调节方面有重要作用[16]。

3. 逃避免疫监视

(1)促进免疫抑制

肿瘤释放的外泌体可以通过削弱免疫效应细胞的反应和激发免疫抑制细胞的扩增，来营造一个免疫抑制的环境。Taylor等研究发现外泌体在晚期卵巢癌患者腹水中高表达 FasL，使 CD3 和Janus 激酶 3 (janus kinase 3，JAK3) 的表达受抑制，诱导T细胞凋亡[22],使调节性T细胞的明显增生，并降低自然杀伤细胞的细胞毒性[4,7]。这些研究证明某些外泌体通过FasL传递死亡信号造成T细 胞凋亡，从而发挥免疫抑制作用。研究发现，卵巢癌血浆外泌体在肿瘤发生转移时介导产生免疫抑制性因子，如白细胞介素10(IL-10)、转化生长因子β1(TGF-β1)等，抑制免疫系统对肿瘤的作用。

(2)逃避免疫识别

肿瘤释放的外泌体可以替代肿瘤细胞接受免疫系统的攻击，从而帮助肿瘤细胞逃过免疫系统的识别。研究证明，卵巢癌患者腹水中的外泌体能够促进外周血淋巴细胞和树突状细胞的凋亡，发挥免疫抑制作用，帮助逃避免疫识别[23]。

(3)调控肿瘤微环境

肿瘤释放的外泌体可以引发炎症，利用基质浸润细胞反应营造出利于肿瘤生长的微环境。肿瘤微环境由肿瘤局部浸润的免疫细胞、间质细胞、细胞外基质及其所分泌的活性介质等共同构成局部肿瘤内环境[24]。通过外泌体对周围免疫细胞及非免疫细胞进行调控，在利于肿瘤生长的微环境中，使肿瘤细胞逃避免疫识别及免疫杀伤，促进肿瘤的恶性转化。

肿瘤在人体内欲进一步发展与转移时，需要依赖外泌体为其创造有利的生存环境，因此癌细胞会持续释放数以百万计的外泌体，有些会促进血管新生，有的能抑制免疫系统对癌细胞的监控，尚有部分外泌体可作用于癌细胞，促进其自身生长及存活。除了能够协助癌细胞改变其紧邻周边的微环境外，癌症外泌体对癌症患者最大的威胁在于能协助肿瘤转移至其他器官组织，而转移正是造成癌症患者死亡的主要原因之一。

四、外泌体对卵巢癌的诊疗意义

1. 外泌体与卵巢癌的早期诊断

卵巢癌早期症状不明显，缺乏有效的筛查手段，不易被发现，往往发现时已是晚期肿瘤。因此，早期诊断卵巢癌可大大降低患者的死亡率。卵巢癌细胞的外泌体能伴随肿瘤细胞进入血液循环，从而在外周血中可检测到卵巢癌的外泌体。有些患者有腹腔积液，对怀疑卵巢癌的患者行后穹窿穿刺，利用液体活检技术寻找后穹窿穿刺液中的肿瘤细胞及其外泌体，可有助于卵巢癌的早期诊断。

Zhao等[25]研发的外泌体芯片可以分离纯化并定量检测血液中卵巢癌细胞来源的外泌体，同时可检测血中的糖类抗原125(CA125)，上皮细胞黏附分子及CD24 等肿瘤标志物，在早期诊断卵巢癌方面有明确意义。通过对63例卵巢癌进行研究，发现有32例Claudin-4阳性的外泌体，而正常对照组中50例只有1例为阳性，提示Claudin-4为具有较高敏感性和特异性的指标[26]，有助于卵巢癌的早期诊断。除了蛋白，外泌体还含有RNAs，将miRNA检测用于诊断恶性肿瘤已经被广泛接受[27]。

2. 外泌体与卵巢癌的治疗

外泌体不仅可以作为肿瘤早期检查的指标，参与肿瘤细胞药物代谢过程，并导致肿瘤细胞耐药性的产生。Pink等[28]发现，CP70细胞释放的外泌体能提高A2780 细胞对顺铂类药物的耐药性。在卵巢癌患者中，获得顺铂耐药性的肿瘤细胞能够释放出大量携带有顺铂的外泌体，从而提示卵巢癌细胞通过增加外泌体的释放而排出抗肿瘤药物。通过液体活检技术，寻找这种外泌体中蛋白种类分布的改变与顺铂耐药有关的现象，可能成为早期判断卵巢癌患者对顺铂耐药性的方法。

在靶向治疗方面，Saari等[29]发现外泌体作为药物载体可以增强紫杉醇在前列腺癌中的毒性作用。Cai等[30]发现姜黄素与雷公藤甲素可以诱导卵巢癌细胞的凋亡。以上研究表明外泌体与药物组合可能成为卵巢癌治疗的新方向。

五、结语

综上所述，以外泌体为媒介的卵巢转移机制包括一系列相互呼应的过程。其中每一个过程都可以成为疗法的靶点，这可能为将来防止卵巢肿瘤转移疗法的开发提供一个新的模式。针对外泌体的药物开发策略可以着重于影响外泌体的产生和分泌[31]，或者通过改变外泌体所携带的“货物”来抑制和调节外泌体的功能，还可以靶向外泌体与细胞融合的过程来阻断外泌体的接收[32]。外泌体在临床靶向治疗上具有很好的前景，然而这些治疗方法需要进一步的动物实验及大规模临床实践加以验证。

虽然目前对外泌体的研究取得了许多重大的突破，但外泌体的生物学特性还有许多问题需要解决。随着研究的深入及相关实验技术的发展，外泌体在卵巢癌诊断、治疗及预后相关领域的成果可能在未来逐步应用于临床，为卵巢癌的诊治开辟新的方向。