消化道肿瘤外泌体蛋白质组学的研究进展①

夏泽宇，金俊飞

(桂林医学院附属医院肝胆胰外科实验室，广西 桂林 541001)

外泌体最初是Johnstone等[1]于绵羊网织红细胞体外培养液中分离提取并命名的一类具有脂质双分子层的小囊泡，它广泛被各种细胞分泌，包括上皮细胞、神经细胞、施万细胞、肿瘤细胞等，它包含了蛋白质、脂质和各种RNA，介导着体内细胞间的通讯，从而影响各种生理、病理状态[2-6]。截至2020年6月，ExoCarta数据库已记载收录了外泌体中存在的41 000多种蛋白质、4 900多种mRNA、2 800多种miRNA以及1 100多种脂质。随着人们对外泌体认识的不断加深，外泌体在消化道肿瘤诊断、治疗及预后等方面的价值被逐渐挖掘，体液来源外泌体活检有望成为新的非侵入性检查手段。笔者就近年来消化道肿瘤，包括肝癌、胆管癌等衍生的外泌体蛋白质组学的相关研究进行了综述。

1 肝癌与外泌体蛋白质组学

迄今为止，肝癌的初步筛查以及实验室诊断仍依赖于血清甲胎蛋白(AFP)值。然而临床上仍有30%～40%的肝癌患者AFP呈阴性，这部分患者诊断难度相对增加，甚至导致延误早期治疗。陈加贵[7]培养肝癌(HCC)SMMC-7721细胞，提取上清液中的外泌体，通过蛋白组学发现：与对照组相比，SMMC-7721细胞上清液中外泌体中相对高表达的蛋白有70个，通过信号通路分析，富集出2条与肝癌有关的重要信号转导通路，如剪切通路(Spliceosome)和癌症通路(Pathways in cancer)；他们还分析了70个蛋白的相互作用，结果表明其功能节点蛋白为HSP90AA1、DHX9、ITGB1、PRKDC、AGRN、EEF2等。Arbelaiz等[8]对29例HCC患者以及32例正常人的血清外泌体进行蛋白质组学分析，发现了新的HCC诊断标志物候选物：半乳糖凝集素3结合蛋白(LG3BP)和聚合免疫受体(PIGR)。LG3BP和PIGR都是致瘤蛋白，能促进HCC进展、肿瘤细胞转化、侵袭和增殖，LG3BP和PIGR的AUC值(分别为0.904和0.837)高于甲胎蛋白(AUC：0.802)，提示外泌体中LG3BP和PIGR对肝癌诊断有意义。

2 胆管癌与外泌体蛋白质组学

胆管癌(CCA)目前占所有消化道恶性肿瘤的3%，死亡数量占所有癌症死亡数量的2%[9]。Arbelaiz等[8]通过比较CCA患者血清外泌体与健康人血清外泌体之间的生物标志物发现：氨基肽酶N(AMPN)、泛肽酶(VNN1)和聚合免疫球蛋白受体(PIGR)都表现出不错的诊断CCA能力，AUC值分别为0.878，0.876和0.844。这些结果与CA19-9的AUC(即0.907)接近，CA19-9是一种通常用于CCA诊断过程的非特异性血清肿瘤生物标志物，这说明血清外泌体AMPN、VNN1和PIGR对胆管癌的诊断有一定价值。

3 胰腺癌与外泌体蛋白质组学

胰腺癌(PC)是一种高死亡率消化道肿瘤，在美国胰腺癌患者5年生存率大约为10%[10]。有研究[11]表明，通过对4种PC细胞系培养上清液中外泌体的蛋白质组学分析发现PC细胞培养液中外泌体总共有655种蛋白质，其中315种蛋白质与ExoCarta数据库重叠。有趣的是与源自健康志愿者和来自胰腺炎患者的血清外泌体相比，来自PC患者的血清外泌体中分别有18种和14种蛋白上调，11种和14种蛋白下调。其中1种钙依赖性磷脂结合蛋白：Annexin A11，分别在PC细胞系(CFPAC-1)衍生的外泌体和PC患者的肿瘤组织中被检测到。大量文献已经证明Annexin A11的表达情况可以影响肿瘤,例如卵巢癌、乳腺癌、直肠癌的发生发展。

4 结直肠癌与外泌体蛋白质组学

目前结直肠癌的诊断依赖于肠镜检查，而临床现有的血清肿瘤标志物，如癌胚抗原(CEA)缺乏特异性，使得结直肠癌的筛查及早期诊断较为困难。Zhong等[12]通过对14例左结肠癌和14例右结肠癌患者的血清外泌体蛋白质组学分析发现，结肠癌患者的SPARC和LRG1水平高于健康对照组，AUC值分别为0.95和0.93，提示血清外泌体 SPARC和LRG1在结肠癌诊断方面有价值。更有趣的是右结肠癌衍生外泌体中的SPARC和LRG1明显高于左结肠癌衍生外泌体中的SPARC和LRG1，这对不同部位结肠癌的诊断与治疗有指导意义。

5 外泌体影响癌症的机制探讨

早在2005年就有研究发现分泌和表达Fas配体的肿瘤来源外泌体通过诱导凋亡抑制了T细胞反应[13]，揭示了肿瘤来源外泌体通过细胞免疫引起肿瘤细胞逃避杀伤的一种新机制。肿瘤细胞以外泌体为载体传递致癌分子，Ge等[14]在体外将骨肉瘤细胞与骨髓间充质干细胞共同培养，验证了骨肉瘤中的致癌相关蛋白淋巴细胞胞浆蛋白1(LCP1)以骨髓间充质干细胞外泌体为载体通过JAK2 / STAT3途径促进骨肉瘤增殖和转移。尽管有这些进展，但外泌体及其相关蛋白在肿瘤发生、发展中的作用和机制有待进一步深入研究。

依据2018年世界癌症统计报告[15]，发现2018年肿瘤新发病例前10位中消化道肿瘤占据5位，鉴于此严峻形势急需寻求一些新的非侵入性检查手段来诊断和评估消化道肿瘤患者病情，在此，笔者讨论了近年来消化道肿瘤外泌体蛋白质组学研究相关进展，但到目前为止外泌体蛋白间的相互作用与联系依然不清、外泌体肿瘤相关蛋白的研究尚不深入。我们相信随着研究的不断深入，外泌体及其蛋白在肿瘤发生、发展中的作用及机制将会更加明了，在临床应用方面也会进一步发展。