外泌体在胃癌转移中作用机制的研究进展*

董超 李东宝 周进

作者单位：苏州大学附属第一医院普外科（江苏省苏州市215006）

胃癌是一种常见的上消化道恶性肿瘤。基于GLOBCAN 发布的185 个国家的肿瘤评估数据，胃癌的发病率和死亡率分别居恶性肿瘤的第5 位和第4 位[1]，在中国，胃癌仅次于肺癌成为癌症导致死亡的第二大原因[2]。尽管随着现代医学的进步及精准医疗的发展，针对胃癌的手术、化疗、靶向治疗等综合治疗手段取得了较大进步，但胃癌的预后仍不佳。由于胃癌早期缺乏特异性症状及有效诊断方法，多数患者在确诊时已有转移，这是其预后差的主要原因。目前的检查方法中，作为“金标准”的侵入性检查——内镜加活组织检查难以普及，非侵入性检查方法如传统肿瘤标志物（如癌胚抗原CEA、糖类抗原CA19-9 和CA72-4）的特异度和灵敏度欠佳，在临床工作中应用受限。因此，目前临床上迫切需要新的、有效的肿瘤学分子标志物，以实现对胃癌和转移的早期发现。近年来，外泌体是肿瘤领域的研究热点，它可以传递分子信号，调控肿瘤微环境，参与了多种肿瘤发生与发展。本文就外泌体在胃癌转移中的作用和机制进行综述。

1 外泌体的生物学特性

外泌体是一种可以被人体绝大多数细胞分泌的、直径约为40～160 nm 的双脂质层囊泡，存在于血浆、胆汁、乳汁等各种体液中[3]。外泌体膜中富含特异性膜蛋白CD9、CD63、CD81，这些蛋白成为外泌体的膜标志物[4-5]。外泌体可以通过转运其内容物，如蛋白质、各种非编码RNA 实现细胞间的信息交流和相互作用[6-7]。正常细胞和病理细胞（如肿瘤细胞）均可分泌外泌体，参与相应状态下的靶细胞的生命活动过程。近年的研究发现外泌体所携带的内容物可以通过调控细胞增殖、迁移以及血管生成在肿瘤发生发展过程中发挥重要作用。不同来源的外泌体在内容物种类上相似，但是各组分浓度及其作用上却有差别，如载脂蛋白E 在M2型巨噬细胞来源的外泌体中表达水平明显高于M1 型巨噬细胞来源外泌体[8]；胃癌细胞分泌的外泌体能诱导中性粒细胞表型转化，使后者发挥促癌作用[9]。

2 外泌体与胃癌转移

转移是胃癌进展过程中重要的临床特征，其中以腹膜转移、肝转移、肺转移以及淋巴结转移常见。胃癌转移是由胃癌细胞与其所处的内外环境（即肿瘤微环境）所决定的，胃癌的转移过程也是二者相互作用、相互改造的过程。近年的研究发现，外泌体可以调控肿瘤微环境中多种细胞的生物学行为，改变肿瘤微环境，参与到胃癌的转移中[10]。

2.1 外泌体与腹膜转移

腹膜是胃癌常见转移的器官。近年有多项研究探讨了外泌体在腹膜转移中的作用机制。依据肿瘤转移的“种子”与“土壤”假说，腹膜转移过程中胃癌细胞和腹膜屏障在形态与功能上已发生改变。已有研究表明，外泌体能增强胃癌细胞增殖能力和上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），促进“种子”侵袭和迁移。Hu 等[11]分析并研究了胃癌患者恶性腹腔积液中提取的外泌体，发现后者能通过增强胃癌细胞EMT，促进胃癌腹膜播散。

另外，多项研究发现胃癌细胞分泌的外泌体可以调控腹膜间皮细胞间皮-间质转化（mesothelial -mesenchymal transition，MMT）和凋亡，改造转移前“土壤”，有利于胃癌细胞定植。Deng 等[12]发现胃癌细胞MGC803 来源的外泌体能上调腹膜间皮细胞的凋亡水平和增强MMT，破坏间皮细胞层，促进胃癌细胞腹膜定植。就外泌体内容物而言，Li 等[13]发现胃癌细胞MGC803 来源外泌体高表达miR-21-5p，后者能抑制TGF-β/Smad 通路抑制物SMAD7 的表达，促进间皮细胞上皮表型向间质表型转化；有研究发现胃癌细胞来源的外泌体miR-106a 不仅能诱导腹膜间皮细胞MMT，还可以诱导间皮凋亡，参与破坏腹膜屏障功能[14-15]。此外，Tanaka 等[16]通过荧光标记发现小鼠胃浆膜间皮细胞可以向胃癌细胞趋化和迁移，研究发现胃癌细胞分泌的胞外囊泡（包括外泌体）转运Wnt3a，激活Wnt3a/β-catenin 通路，诱导浆膜间皮细胞侵入胃壁，破坏间皮完整性。

2.2 外泌体与肝转移

研究发现血管生成在胃癌转移中发挥重要作用。血管生成不仅为胃癌细胞提供营养供给，也为胃癌细胞的转移提供了通道。如有研究发现胃癌细胞来源的外泌体非编码RNA X26nt 可以抑制内皮细胞内皮钙粘着蛋白表达，从而增强内皮细胞血管生成能力[17]，而人脐带间充质干细胞来源的外泌体miR-6 785-5p 可以抑制血管生成和胃癌转移[18]。

肝是胃癌血行转移的常见器官。近几年研究发现外泌体参与了胃癌的肝转移过程。Feng 等[19]发现高侵袭性胃癌细胞分泌的外泌体能转运miR-196a-1至低侵袭性胃癌细胞，抑制后者分泌型卷曲相关蛋白1 表达，增强其侵袭和迁移能力，促进胃癌肝转移。Zhang 等[20]发现胃癌细胞SGC7901 外泌体转运内皮细胞生长因子受体，后者与肝间质细胞膜融合，从而活化肝细胞生长因子，促进胃癌细胞在肝内黏附和增殖。另外，肿瘤细胞来源外泌体可以转运整合素（integrin）调控肿瘤在转移中的器官亲和力，Li 等[21]最近研究发现人表皮生长因子受体-2 阳性胃癌细胞中HER2 可通过激活PI3K-AKT 通路上调integrinβ5 表达，促进胃癌肝转移。

2.3 外泌体与肺转移

肺是胃癌血行转移途径中另一个常见的靶器官。近年的研究发现胃癌肺转移过程与外泌体诱导的免疫抑制有关。Liu 等[22]荧光标记胃癌细胞MKN-28、MKN-45 和SGC-7 901 来源的外泌体并注射小鼠体内，发现外泌体在肺部富集，将CD8+T 细胞与3 种胃癌细胞系来源的外泌体共培养发现：胃癌细胞来源的外泌体能促进CD8+T 细胞凋亡，同时改变其基因表达和细胞因子分泌模式，增加肿瘤微环境中CD4+T 细胞的比例，降低CD8+T 细胞和NK 细胞比例，诱导免疫抑制的肿瘤微环境，从而有利于肺转移。

2.4 外泌体与其他部位转移

除了上述转移部位，近年研究还发现外泌体参与了胃癌淋巴转移。Yen 等[23]分析了发现胃癌患者血清外泌体TGF-β1 在淋巴结转移病例中表达升高，TGF-β1 能促进幼稚T 细胞向调节性T 细胞（Treg）分化，使得FOXP3+Treg 在胃癌引流淋巴结副皮质区占比上调，抑制免疫功能，参与到胃癌淋巴转移中。

3 外泌体与诊断

外泌体在胃癌诊断中的效能优于传统肿瘤标志物。Guo 等[24]分析了522 例胃癌患者、219 例健康对照者和85 例癌前病变患者的血浆外泌体lncRNAGC1 诊断胃癌的受试者工作特征曲线，发现曲线下面积（AUC）为0.903 3，远高于CEA（AUC 为0.598 7）、CA72-4（AUC 为0.681 6）和CA19-9（AUC 为0.648 2），尤其在早期胃癌诊断中表现优异，并且血浆外泌体lncRNA-GC1 水平随胃癌Ⅰ～Ⅲ期显著升高，因此可以用来监测胃癌进展。

外泌体也可以用作胃癌转移的诊断与术后复发的监测。外泌体miR-29 在T4 期胃癌患者术后腹膜复发患者腹腔灌洗液中表达水平显著下降[25]；外泌体miR-301a-3p 在胃癌腹膜转移患者的血清水平显著高于非转移患者和健康人，有望成为胃癌腹膜转移的标志物[26]。近期有研究发现伴肝转移患者血浆外泌体integrinβ5 显著高于未转移胃癌患者[21]；血浆外泌体miR-23b[27]和miR-143-5p[28]表达水平也有望用于胃癌肝转移的诊断与监测。血浆外泌体TGF-β1[23]和circ-KIAA1244[29]则有望用来监测胃癌淋巴结转移。此外，血浆外泌体miR-379-5p 和miR-410-3p 有望用作Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者术后血行转移的监测手段[30]。

4 外泌体与治疗

胃癌的靶向治疗是近年来胃癌研究的新的方向。肿瘤来源外泌体可以通过增强胃癌细胞增殖迁移能力、促进血管生成和免疫逃逸等多种机制参与胃癌转移。因此，外泌体可以成为胃癌治疗的新方向，如外泌体miRNA-155 可以作为抑制血管生成的靶点[31]；外泌体PD-L1 有望成为回调免疫细胞功能的靶点[32]。

在临床，化疗仍是胃癌患者尤其是中晚期患者术后的主要治疗手段，而化疗抵抗是绝大多数肿瘤化疗中会面临的难题。研究发现外泌体可以诱导这一过程：外泌体miR-374a-5p 促进胃癌对化疗药奥沙利铂的抵抗[33]；外泌体miR-501 能促进胃癌对阿霉素抵抗[34]；外泌体miR-522 也能增强胃癌的化疗抵抗[35]。Wang等[36]发现通过外泌体转运anti-miR-214 可以逆转胃癌患者对顺铂的化疗抵抗。

5 结语与展望

胃癌转移是临床诊治的难点和研究的热点之一，外泌体内容物则在胃癌的转移中发挥重要作用。基于肿瘤转移的“种子”和“土壤”理论，外泌体可以调控作为“种子”的胃癌细胞和改造作为“土壤”的转移前微环境。目前已证实胃癌细胞来源外泌体可以促进胃癌细胞增殖和迁移，近年来的研究主要集中在外泌体对转移前微环境的改造。目前，相关研究证实外泌体miRNA 通过结合靶基因促进其mRNA 降解，诱导腹膜间皮细胞的凋亡和促进MMT 转化参与了作为腹膜屏障的破坏。Tanaka 等[16]通过小鼠体内试验发现胃癌细胞来源的囊泡对腹膜间皮细胞的趋化作用，提示间皮细胞在胃癌腹膜转移中承担更为积极主动的角色。随着研究进展，外泌体在胃癌肝、肺、淋巴转移中的作用进一步被发掘，但是当前的研究也存在诸多缺陷，如不同的外泌体分子是否存在通路的互作，基于细胞水平的外泌体研究是否能在复杂的肿瘤微环境中具有同等的效力等，值得进一步深入研究。

外泌体miRNA 和蛋白质相对于传统标记物已被证实可能具有更高灵敏度和特异度，具有诊断胃癌和监测其转移的潜能，但是仍缺乏大样本数据的分析，因此尚不能在临床上普及。此外，外泌体有望成为药物载体以及一种新型的胃癌诊治靶点。胃癌转移的发生机制是胃癌研究领域的一项重大课题，探究外泌体在胃癌进展中的作用具有广阔的应用前景，亟需更多的深入探究。