外泌体作为中药载体治疗胃癌的研究进展

刘昱婷， 荣宝海， 张晓双， 周永坤

全球范围内，胃癌是致死率排名第三的恶性肿瘤[1]。在我国，胃癌的发病率仅次于肺癌，位居第二位[2]。新近流行病学研究结果显示，随着科技的进步及医疗水平的发展，虽然胃癌的5年生存率较前相比有所提高，但是仍不足30%[3]。对于晚期胃癌的患者，错失了手术的最佳时机，临床最有效可行的诊疗方式为化疗[4]。但是存在肿瘤细胞耐药性及不良反应大的情况，治疗效果仍不理想，分析其原因是缺少对肿瘤与信号及物质传递过程的了解。随着中医药的发展，传统中医药依靠完整的理论体系在治疗胃癌方面具有减少并发症，以及提高患者生存质量等独特的优势，但是传统中医药剂型在治疗过程中存在有效成分的溶解程度不高、生物利用程度低等缺点，寻求一种新型的药物载体成为当务之急。近年来，外泌体成为研究的热点，其靶向运输及信息传递的生物学特性对于早期肿瘤的诊断及治疗意义重大，这意味着外泌体可能作为中药载体，为更好地治疗胃癌提供了新的契机。

1 外泌体的来源及作用机制

1.1 外泌体的来源 19世纪80年代，Johnstone等[5]学者对绵羊红细胞进行体外培育试验时，发现了具有膜结构的小囊泡，这即是今天所说的外泌体（Exosome）。它是一种纳米级囊泡，起初研究者尚未发现它的价值，仅当做是细胞产生的“废弃物”。

1.2 外泌体的作用机制 当人类机体产生疾病时，细胞出于对自身的保护、避免重要遗传物质的丢失，会选择将重要物质裹入囊泡中，打包送至细胞外。这部分物质在细胞外游荡，与其他细胞进行物质交换及信息传递，从而为机体抗肿瘤[6]、介导炎症反应[7]作出重要贡献。

2 外泌体的构成及功能

2.1 外泌体的构成 外泌体是细胞释放的一种双层膜性囊泡，直径在30～100 nm，其内容物是许多活性物质，例如DNA、RNA、蛋白质及脂质等，遍及人体的血浆、尿液、脑脊液等多种体液中。

2.2 外泌体的功能 通过对外泌体生物来源、物质构成、信息传递等多方面研究的不断完善，可以发现外泌体具有多种功能，而其所具备的功能决定于所来源细胞的不同类型。外泌体可介入正常的生理活动，比如机体的免疫反应、细胞分化及迁移等，也能参加疾病发生及发展的病理过程，比如来源于间质干细胞的外泌体可用于临床诊治牙周缺损，并通过增加牙周韧带（periodontalligament，PODL）迁移和增殖的方式来增强牙周再生[8]。树突状细胞来源的富含甲胎蛋白（AFP）的外泌体能够触发较强的抗原特异性肿瘤免疫反应，重塑肝癌小鼠的肿瘤微环境，促进肿瘤的免疫治疗[9]。来源于胃癌细胞的外泌体能够抑制HLA-DRnegleukocytes中Dicer1、PTEN基因的表达，为免疫调控作用的研究提供线索[10]。来源于活化巨噬细胞的富含miR-155的外泌体，能调节成纤维细胞增殖及炎症的旁分泌[11]。

3 外泌体作为生物标记物的研究进展

近年来，大量研究表明，外泌体可能作为胃癌早期诊断的生物标志物，将对胃癌的诊断、治疗与预后发挥重要作用。黄琳[12]通过检测发现胃癌患者血清外泌体中miR-301的表达水平明显高于健康对照者，且受试者工作特征曲线显示，血清外泌体miR-301对胃癌的诊断表现出良好的特异性和敏感性，表明血清外泌体miR-301的检测可能有助于胃癌的诊断。杨佳佳等[13]对提取到的血浆外泌体实施相关鉴定，并用逆转录实时荧光定量(qRT-PCR)检测方法分析验证胃癌患者的血浆外泌体中miR-452-5p的表达，比健康人群血浆外泌体中miR-452-5p的表达显著上调，表明miR-452-5p对于胃癌的确诊具备较高的灵敏性及特异性。李阳等[14]证实，对比正常体检者及患有胃良性疾病的人来说，胃癌患者血清外泌体中的抗分化非编码 RNA（anti-differentiation antagonizing noncoding RNA，DANCR）平均含量明显较高，这可能成为确诊胃癌的新标准。Li等[15]研究发现，胃癌患者血液中的长基因间非编码RNA 152(Long intergenic nonprotein-coding RNA 152,LINC00152)主要存在于外泌体中，能够作为胃癌的诊断标志物，并能促进胃癌的进展。Tokuhisa等[16]通过实验评估了miRNA在腹膜液中的诊断能力，发现能够将miR-21和miR-1225-5p视为胃癌术后腹膜复发的生物标记物，用于胃癌转移的早期诊断。

4 外泌体在胃癌治疗中的作用

关于胃癌的治疗，通常有手术治疗及手术后的放化疗，手术后的患者通常也需定期进行化疗。目前胃癌化疗最常用的是以铂类药物为基础的化疗方案，但因为肿瘤细胞的耐药性，致使化疗的效果出现停滞不前或者提高困难的局面。

外泌体能够介入肿瘤微环境的形成，并在肿瘤的生长、转移及耐药性多个领域发挥着独特作用。研究表明，从转染miR-221寡核苷酸的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSCs)中提取的外泌体可以当作是一种新型的纳米载体，影响肿瘤微环境及侵袭性来遏制肿瘤的进展[17]。Tomasetti等[18]研究发现，外源性外泌体能够诱导代谢的重编程进而恢复癌细胞的呼吸作用，达到抑制肿瘤增长的目的。杨云山等[19]研究发现，热激胃癌细胞来源的外泌体能致敏树突状细胞从而诱导产生抗肿瘤免疫应答。近期研究表明，胃癌细胞来源的外泌体中的表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)移位后，可依靠控制miR-26 a/b的表达激活肝生长因子，从而控制胃癌的进展[20]。Wang等[21]研究发现巨噬细胞来源的外泌体可以作为载体将外源性miR-21抑制剂递送到BGC-823胃癌细胞中，达到抑制胃癌细胞的迁移及增加细胞凋亡的目的，具有更小的细胞毒性。另有研究表明，肿瘤细胞的耐药性可能是因其通过外泌体来排出化疗药所导致的，表明解决肿瘤耐药性方面，外泌体有可能是一个重要的突破口[22]。

5 外泌体作为中药载体的研究进展

外泌体作为细胞分泌的囊泡，参与多种生物学及病理过程，致力于物质交换及信息传递等多个方面，其来源与分布的广泛性及易穿透性，使其成为良好的药物载体。

紫杉醇是目前临床上常用的抗肿瘤药物之一，它来源于红豆杉属植物，是一种具有紫杉烷二萜骨架的抗肿瘤药物[23]。Agrawal等[24]研究显示，以乳源性外泌体作为化疗药物紫杉醇的载体来口服治疗，与传统静脉注射相比，其疗效得到极大的提高，且能够降低化疗药物的毒性，抑制肿瘤细胞的生长。β-榄香烯提取自活血化瘀类姜黄属国药莪术中的倍半萜烯类化合物，它作为中药莪术抗肿瘤的主要有效成分，是我国自主研发的抗肿瘤新型药物[25]。它具有遏制肿瘤细胞的增殖与迁移、改变肿瘤细胞耐药性等作用。Zhang等[26]研究证实，将乳腺癌耐药细胞株与负载β-榄香烯的外泌体共同培养，负载β-榄香烯的外泌体可能会影响多重耐药性(multidrug resistance，MDR)相关miRNA的表达，以及调控目标基因PTEN和Pgp的表达，以致乳腺癌细胞的生存能力大幅度降低。雷公藤红素(elastrol，CEL)是从中草药雷公藤中所提取出的一种三萜类化合物，是雷公藤中的有效成分，具有抗肿瘤、抗炎、抗凋亡等作用，对于乳腺癌、肝癌、肾小球肾炎等疾病的治疗都发挥了极大作用[27-28]。Aqil等[29]通过研究外泌体中负载的雷公藤红素对两种非小细胞肺癌(non- small cell lung cancer，NSCLC)细胞系的作用，发现相比起游离状态的雷公藤红素，负载有雷公藤红素的外泌体在抗肿瘤方面作用更加强大，且CEL在野生型C57 BL6小鼠中没有表现出任何不良反应，服用载有CEL的外泌体对小鼠的肝肾功能无影响。各项数据表明CEL在化疗方面潜力巨大，证实外泌体作为中药载体能增强药物疗效降低毒副作用。梓醇作为地黄中主要的环烯醚萜类化合物，能够抗氧化、抗凋亡以及促神经营养因子生成，在保护神经细胞功能方面作用甚大[30]。张小艺等[31]通过测定梓醇预处理过的人神经母细胞瘤(SH-SY5 Y)细胞上清液中外泌体的含量，以及细胞的存活率，发现梓醇对SH-SY5 Y细胞分泌外泌体能产生推动作用，且载有梓醇的外泌体能够保护受损的神经细胞。

6 展望

外泌体作为一种新型的生物标记物在肿瘤的初期确诊及治疗方面发挥着重要作用，来源于不同物质的外泌体各自独有的特异性展现出了不同的功能。传统中医药在溶解度低、生物利用度不高等方面的缺陷，随着外泌体在细胞间信息功能传递方面作用的展现，将会得到极大的弥补，这将为中医药治疗胃癌作出难以估量的贡献。未来，可将传统中医的整体观念与现代医学的精准医疗概念相结合，以外泌体作为中药的载体，靶向治疗胃癌等肿瘤疾病，极大程度地提高患者的生存质量，开创诊疗新模式。