外泌体与妇科恶性肿瘤相关性的最新研究进展

宋家羽 冯越 王棹 综述 张云艳 审校

外泌体是直径30～140 nm脂质双层的核内小颗粒，它们是细胞外囊泡的组成部分[1]。20世纪80年代，Harding等[2]首次发现体外培养的绵羊网织红细胞培养基中可观察到该物质。Johnstone等[3]于1987年将该物质命名为外泌体。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体，其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外基质中。外泌体在各种体液中稳定存在，如尿液、血液、母乳和唾液中[4]。外泌体中包含蛋白质、脂质、RNA，它们与各种蛋白质细胞来源相关，并且可以将其内含物靶向运输到附近和远处的细胞。近年来，由于外泌体作为细胞间信使的独特功能、改变受体细胞生物活性的能力以及在疾病诊断和靶向治疗给药方面的治疗潜力，人们对外泌体研究的越来越多[1]。但关于外泌体在妇科恶性肿瘤的研究较少，故本文就外泌体与妇科恶性肿瘤相关靶点及临床治疗中抗肿瘤药物方面进行简要综述。

1 外泌体在肿瘤中的调控机制

外泌体可能是肿瘤进展、转移及预后不良的因素，根据现有研究表明可能有以下几点原因：(1)外泌体促进肿瘤血管生成。Liu等[5]发现STAT3调控的外泌体miR-21可诱导人支气管上皮细胞的肿瘤血管生成；(2)外泌体参与肿瘤的侵袭与转移。首先，肿瘤外泌体可通过调节肿瘤细胞内部微环境等方式来增强其侵袭力。Guo等[6]发现低氧诱导的神经胶质瘤来源的外泌体miR-29a和miR-92a比常氧诱导的神经胶质瘤外泌体更能促进骨髓来源的抑制细胞(Myeloid-derived suppressor，MDSC)增殖和分化。其次，外泌体miRNA已被证实与多种类型肿瘤转移相关。Hsu等[7]发现肺癌的外泌体miR-23a可在癌细胞与内皮细胞之间传递遗传物质。最后，外泌体可促进细胞内致癌信号通路的激活，导致肿瘤的转移。Li等[8]发现来源于胃癌的外泌体miR-21-5p通过激活TGF-β/Smad通路来促进胃癌向腹膜转移；(3)外泌体参与免疫抑制。Chen等[9]发现转移性黑素瘤的外泌体表面携带PD-L1，干扰素-γ(Interferon-γ，IFN-γ)刺激会增加PD-L1的量，从而抑制CD8 T细胞的功能并促进肿瘤增殖。现虽外泌体与肿瘤相关研究较多，但其具体机制尚未明确，仍需进一步研究。

2 外泌体与妇科恶性肿瘤的相关性

2.1 外泌体与宫颈癌

宫颈癌是全世界女性第四位常见的恶性肿瘤，其发病率在妇科肿瘤中居第二位，也是发展中国家女性癌症死亡的主要原因，约95%的与宫颈癌发病率最主要相关因素为持续性高危型人乳头瘤病毒(Human papilloma virus，HPV)[10]，而筛查宫颈癌的细胞学检查特异性高，敏感性较低。因此，找到更为敏感的肿瘤标志物可以大大提高诊断宫颈癌的概率，更好的落实宫颈癌的二级预防，提高患者的生存率、改善预后。

越来越多的研究表明外泌体可以成为宫颈癌早期诊断的生物标志物和治疗靶点。Zheng等[11]研究发现外泌体介导的let-7d-3p和miR-30d-5p在宫颈肿瘤和临近的正常组织间的表达有统计学差异，这两个血浆外泌体是可用于宫颈癌及其前体的非侵入性筛查有价值的诊断生物标志物。近年来研究发现，血管生成是肿瘤进展的关键，Wu等[12]研究表明，宫颈鳞癌(Cervical squamous cell carcinoma，CSCC)外泌体将miR-221-3p从癌细胞转移到血管内皮细胞，并通过下调血小板反应蛋白2(Thrombospondin-2，THBSC2)促进血管生成。Zhang等[13]研究发现与健康人群及宫颈癌前病变患者(Cervical intraepithelial neoplasia，CIN)相比，从宫颈癌患者提取的癌组织中外泌体PI3k/Akt/mTOR水平较高，随着肿瘤恶性程度的增加，宫颈癌组织中外泌体PI3k/Akt/mTOR基因和蛋白水平升高，外泌体介导的该信号通路可能提供候选的诊断性生物标志物或潜在的治疗靶点。Shi等[14]发现激活的转录因子1(Activating transcription factor 1，ATF1)和RAS基因在原发性和复发性宫颈癌小鼠模型的肿瘤中显著上调，并且ATF1和RAS也可以在小鼠模型的血外泌体中被检测到。研究结果表明，外泌体介导的ATF1和RAS可能成为宫颈癌的另一个诊断标志物，为宫颈癌的个体化检测和治疗提供了新的思路。

另一方面，外泌体与宫颈癌的发生发展及临床耐药密切相关。Zhang等[15]证实宫颈癌细胞分泌的外泌体miR-221-3p通过下调MAPK10的表达，来促进宫颈癌微血管内皮细胞(Microvascular endothelial cells，MVECs)的侵袭、迁移和血管生成。顺铂(Cisplatin，DDP)是一种广泛用于治疗宫颈癌的强效化疗药物，但其有效性受到耐药性发展的限制。Luo等[16]研究得知，宫颈癌分泌的外泌体携带HNF1A-AS1，其作为miR-34b的ceRNA，促进TUFT1的表达，从而促进宫颈癌细胞对DDP的耐药，这为进一步研究宫颈癌发病机制及靶向治疗改善DDP耐药提供了新的线索和思路，从而改善患者的预后。

2.2 外泌体与卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤之一，病死率居妇科恶性肿瘤首位[17]，它起病隐匿、病情进展快，发现时往往已是晚期。其转移途径主要以直接蔓延及腹腔种植为主，较为独特。因此对女性生命和健康造成严重的威胁[18]。且卵巢癌易对DDP耐药，预后不理想，因此卵巢癌的临床诊断及探寻新的治疗策略具有重要价值。

根据外泌体在癌症生物学中的重要性，外泌体的靶向治疗在卵巢癌治疗中可能具有治疗应用。Nakamura等[19]发现CD44在癌细胞来源的外泌体中富集，转移并内化到人腹膜间皮细胞(Human peritoneal mesothelial cells，HPMCs)中，导致HPMCs中CD44表达水平升高。这种CD44在HPMCs中的表达增加通过诱导HPMCs分泌MMP-9和清除间皮屏障来促进癌细胞的侵袭。该研究表明，卵巢癌来源的外泌体可将CD44转移到HPMCs，促进了肿瘤的侵袭。鉴于CD44在癌症侵袭中的重要作用，该分子有望成为卵巢癌治疗的靶点。Tang等[20]首次证明可溶性E-钙黏蛋白(Soluble E-cadherin，sE-cad)是卵巢癌患者恶性腹水中高表达的一种强有力的血管生成诱导剂，并且以外泌体的形式大量释放。体内和临床数据证明，sE-cad阳性的外泌体与恶性腹水的形成和广泛的腹膜传播有关。由此可知，sE-cad的外泌体释放是卵巢癌转移的一种常见途径，可能成为卵巢癌诊断和预后的生物标志物。Xu等[21]从36例患者的卵巢癌组织和邻近的非肿瘤卵巢样本中检测到了6个候选miRNA的表达，同样在患者血清样本的外泌体中也被检测到。但只有miR-101水平在卵巢组织样本和血清外泌体中被改变。经过研究发现miR-101外泌体通过抑制脑源性神经营养因子来抑制卵巢癌细胞的侵袭和迁移。并且发现卵巢癌外泌体中miR-101的表达水平显著降低，表明miR-101的减少主要与卵巢癌细胞迁移的显著增强有关。因此，该研究结果表明，血清外泌体中miR-101有可能成为卵巢癌诊断的标志物，miR-101模拟物是治疗卵巢癌的潜在治疗药物。

另外有研究发现，外泌体可通过促进上皮间质转化(Epithelial to mesenchymal transition，EMT)进而增强肿瘤组织的铂耐药性。Crow等[22]发现外泌体参与了细胞间的致癌蛋白和遗传物质的转移。他们推测这可能是上皮性卵巢癌(Epithelial ovarian cancer，EOC)细胞内在耐铂群体影响周围肿瘤细胞的一种机制。经研究得知，来自铂耐药EOC细胞的外泌体可以将其部分耐药表型转移到铂敏感细胞，由此可得出肿瘤衍生的外泌体的交换使EMT表型得以延续，从而导致铂耐药细胞亚群的发展。Zhang等[23]研究也发现，耐药卵巢癌细胞能够通过外泌体影响敏感细胞的耐药性。在他们的研究中表明，在卵巢癌细胞中，与紫杉醇敏感细胞相比，紫杉醇耐药细胞更易合成并释放富含P-糖蛋白的外泌体。富含P-糖蛋白的外泌体可通过调节局部肿瘤微环境提高肿瘤细胞对紫杉醇的耐药性。外泌体介导的P-糖蛋白的转移，使紫杉醇在受体细胞中重新分布，导致紫杉醇的耐药性提高了5倍。因此，在卵巢癌患者耐药性的靶向治疗中，外泌体具有良好的应用前景。

随着对外泌体在癌症中的作用认识的不断加深，我们可以着眼于减少肿瘤相关外泌体的分泌、在外泌体上装载药物或miRNA，或开发基于外泌体的免疫治疗。一些研究已经证明外泌体是一种潜在的治疗工具。岳艳等[24]通过用靶向融合肽将带有肿瘤靶向肽IRGD的质粒转染到外泌体从而构建IRGD外泌体，观察到其通过膜融合选择性地与卵巢癌细胞NuTu-19相互作用。然后将装有阿霉素(Adriamycin，Dox)的IRGD外泌体静脉注射到患有卵巢癌的小鼠体内。结果显示，IRGD外泌体Dox组的肿瘤体积明显小于PBS组、外泌体组、Dox组、空白外泌体Dox组，说明构建多功能外泌体药物载体在抗肿瘤治疗中具有良好的应用价值。免疫治疗是一种较新的治疗手段，外泌体有望应用于免疫治疗。现有研究表明，树突状细胞的衍生外泌体可以激活T细胞和NK细胞，增强了免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。由于外泌体在免疫治疗方面的巨大潜力和益处，一些临床研究已经尝试使用来源于树突状细胞的外泌体治疗晚期癌症。另外研究还表明肿瘤来源的外泌体携带多种肿瘤抗原，可触发肿瘤抗原特异性免疫反应。肿瘤来源的外泌体也含有转移或侵袭相关的分子，这可能是癌症免疫治疗的潜在靶点[25]。外泌体在卵巢癌的免疫治疗中具有良好的应用前景，目前暂无与外泌体为基础的卵巢癌免疫治疗相关的报道，这也为我们提供了新的治疗策略。

2.3 外泌体与子宫内膜癌

子宫内膜癌是子宫内膜的一种原发性上皮恶性肿瘤，是女性生殖系统中三种最常见的恶性肿瘤之一，近年来子宫内膜癌的发病率在全球范围内呈上升趋势。子宫内膜癌细胞通过肌层的侵袭及其向邻近淋巴结的迁移是影响其预后的关键因素，了解子宫内膜癌进展的潜在机制对疾病的预防和治疗至关重要。多囊卵巢综合征(Polycystic ovarian syndrome，PCOS)是育龄妇女最常见的内分泌疾病。PCOS患子宫内膜癌的风险增加了2.7倍。Che等[26]发现PCOS血清来源的外泌体miR-27a-5p通过上调SMAD4来促进子宫内膜癌的侵袭和转移。由此可见，定量检测PCOS患者循环外泌体中miR-27a-5p水平可能是启动子宫内膜癌预防治疗的有用标志。Srivastava等[27]收集来自子宫内膜癌患者和具有子宫内膜癌症状但还未诊断为子宫内膜癌的患者的尿液，分离两组尿液外泌体，评估这两组外泌体中miRNA的含量。检测结果显示，在研究的84种miRNA中，hsa-miR-200c-3p表现出最大倍数变化。使用生物信息学和计算机软件工具评估hsa-miR-200c-3p在EC中的生物学意义。得出的结论是，外泌体中的hsa-miR-200c-3p可作为子宫内膜癌的诊断性生物标志物，同时尿液来源的外泌体为非侵入性生物标志物的发展铺平了道路。考虑到癌细胞对基质支持的依赖性，与癌症相关的成纤维细胞(Cancer-associated fibroblast，CAF)在肿瘤进展中起关键作用，了解CAFs在肿瘤环境中如何与子宫内膜癌细胞进行交流，对于子宫内膜癌的治疗具有重要意义。Li等[28]发现CAFs衍生的外泌体miR-148b通过直接结合其下游靶基因DNMT1而发挥抑癌作用，抑制子宫内膜癌转移。在子宫内膜癌中，DNMT1可能通过诱导EMT来促进癌细胞转移。因此，miR-148b下调可减轻DNMT1的抑制，从而诱导子宫内膜癌细胞发生EMT。但是他们还发现CAFs衍生的外泌体miR-148b在子宫内膜癌细胞中与正常成纤维细胞(Normal fibroblasts，NFs)相比显著降低。综上所述，CAFs介导的子宫内膜癌进展与miR-148b在CAFs外泌体中的丢失有关，促进基质细胞来源的miR-148b的转移可能是预防子宫内膜癌进展的潜在治疗手段。

3 小结与展望

妇科恶性肿瘤威胁着女性的健康，其早期诊断困难，转移率高和耐药性强仍然是其诊治过程中面临的主要障碍。外泌体作为肿瘤微环境的一员，其不仅在肿瘤的发生发展、耐药性及免疫抑制等方面起着举足轻重的作用，亦可作为一种新的肿瘤标志物和临床治疗靶分子应用于临床工作中。但在不同的肿瘤中，外泌体介导的介质不尽相同，且调控作用也不尽相同，因此外泌体与肿瘤发生发展及信号转导途径等具体机制仍需进一步研究。目前外泌体在其他妇科恶性肿瘤中研究甚少，需要进一步探究，但在宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌中的研究较多，可以为其临床治疗和预后评估提供新的研究方向。随着研究的不断进展，外泌体将会为妇科肿瘤及肿瘤转移的解决提供新的思路和目标。