外泌体在前列腺癌诊疗中的研究进展

崔凌煦 红华 刘倩

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是一种较普遍的泌尿系统肿瘤，其发病率在世界范围内不断增加[1]。同样，中国的PCa患者数量也逐年上升。PCa的早期筛查主要依赖直肠指诊和PSA检测[2]，然而，直肠指诊只能初步评估前列腺的基本情况，如大小、质地等，缺乏准确性。PSA也受良性前列腺增生、前列腺炎及尿路感染等影响,对PCa诊断的特异性较差。故PCa的诊断和治疗急需准确、特异、敏感且无创的生物标志物。外泌体是细胞自发分泌的一种胞外囊泡，具有良好的稳定性及低毒性等特点，在肿瘤的发生、发展及血管生成和免疫调控中发挥着重要作用[3]。本文分析和总结了外泌体在PCa诊治中的研究进展，现回顾如下。

一、外泌体及其作用机制

外泌体是具有双层脂质膜的小囊泡[4],主要成分有蛋白质、脂肪和核酸[5]。其中蛋白质参与膜转运、合成、抗原表达以及肿瘤的形成和发展，脂质参与维持外泌体的形态和信号转导[6]，而外泌体中的核酸则包括mRNA、miRNA及LncRNA等。现阶段外泌体被认为是细胞间交流的重要媒介，PCa细胞来源的外泌体可以在细胞间传递miRNA和蛋白质等成分，调节肿瘤微环境、辅助免疫逃逸及促进PCa细胞生长等，表明其在PCa诊治方面可能有着重要意义。

外泌体不仅广泛存在于各类细胞，如尿液、血液、腹水及精液等，还能与相邻及远处细胞结合[7]。因此外泌体可将核酸、蛋白质等传递给靶细胞，目前已有研究从以下方面探讨了外泌体与靶细胞的作用机制[8-9]：当外泌体膜蛋白或经修饰的外膜蛋白与目标细胞的膜蛋白结合时，可激活目标细胞的信号通路。Hosseini-Beheshti等[10]研究外泌体在细胞旁分泌信号通路中的作用时发现，当小鼠被注射来自DU145细胞的外泌体后，可引起肿瘤体积增大及血清PSA值增高。同时证实PCa来源的外泌体可减少LNCaP和rwpe1细胞凋亡，诱导细胞迁移，从而促进癌症的进展；外泌体膜可直接与目标细胞的膜结合，并对miRNAs、mRNAs和蛋白质等的释放没有选择性。Al Saleh等[11]研究表明，PCa细胞分泌的胞外囊泡可能参与促凝血组织因子和纤溶酶原激活物抑制剂-1的调节，这与肿瘤细胞的致癌、转移特性有关；靶细胞将外泌体吞噬后，外泌体可重新被释放或被溶酶体途径降解。Zhao等[12]研究发现PCa细胞可内吞来自与前列腺肿瘤相关成纤维细胞的外泌体(CAF-derived exosomes， CDEs)，CDEs通过氧化磷酸化和相关的代谢物来调节肿瘤细胞，从而使癌细胞中谷氨酰胺水平增加。

二、外泌体与PCa

1.外泌体参与PCa的发生、发展及转移：PCa的发生、发展与肿瘤微环境存在着联系。肿瘤微环境主要由肿瘤细胞、成纤维细胞和它们所产生的各种有效成分，以及血管、淋巴管、细胞外基质等组成[13-14]。PCa源性外泌体能够激活成纤维细胞，调节肿瘤微环境，降低PCa细胞凋亡和促进血管生成、肿瘤细胞增殖，进而影响PCa的进展。外泌体可以触发T细胞和巨噬细胞的凋亡或减少淋巴细胞上NKG2D受体的表达，使PCa细胞免受免疫系统捕获，间接促进肿瘤发生、发展[15]。Chowdhury等[16]认为PCa细胞相关外泌体通过促进间充质干细胞高效分化为α-平滑肌动蛋白阳性的肌成纤维细胞，从而加速PCa细胞的生长。此外，Yu等[17]发现血清外泌体miR-92a-1-5p与PCa转移灶之间存在密切关系。

2.外泌体在PCa诊断中的作用：外泌体具有独特的囊泡结构及双层脂质膜，使其囊泡内核酸和肿瘤相关蛋白免遭外部酶的降解。故不少学者认为外泌体有可能成为PCa的非侵入性生物标志物。

外泌体RNA在PCa诊断中扮演着重要角色。已被证实有诊断意义的有miR-141、miR-375及miR-21[18]。Duca等[19]发现PCa患者的血清hsa-miR-101-3p含量明显高于前列腺增生患者。尿液外泌体中的miR-151a-5p、miR-222-3p、miR-23b-3p、miR-204-5p、miR-331-3p、miR-196a-5p及miR-501-3p表达能更好地区分PCa组和健康对照组，对早期PCa预测有帮助[20-21]。有学者证实PCa及良性前列腺增生患者精液中外泌体miR-142-3p、miR-142-5p和miR-223-3p的分泌水平有明显差异[22]。姚凯等[23]发现PCa骨转移中血清外泌体miR-423-5p表达水平下降，其可能预测PCa骨转移。侵袭性PCa中外泌体miR-1246、miR-766-3p和miR-302c-3p的含量明显高于良性前列腺增生患者及正常人[24]。Gan等[25]通过提取PCa患者及健康男性尿液中外泌体RNA发现与健康男性相比，PCa患者尿液中外泌体ERG、PCA3、PSMA、CK19和EpCAM表达水平明显增高。此外，ERG、ARV7和PSMA含量与PCa患者的Gleason评分密切相关。

外泌体的表面包含各种蛋白质。膜结合蛋白A2、钙调蛋白1、纤维蛋白C和叶酸水解酶1、前列腺癌抗原3在PCa的诊断中起着重要作用[26]。Wang等[27]研究证实尿液中Flotillin2和Rab3B在PCa患者中的表达水平明显高于对照组。Li等[28]发现，PCa细胞的外泌体蛋白ephrinA2比PSA更具特异性，其在健康人群的含量显著低于PCa患者。

外泌体脂质的研究还处在起步阶段。Brzozowski等[29]通过对正常前列腺、PCa和转移性PCa三种细胞提取外泌体脂质，发现三者中有186种脂质成分存在差异，并认为癌细胞、转移细胞内鞘磷脂、甘油磷脂及胆固醇的水平更高。Skotland等[30]发现尿液外泌体中磷脂酰丝氨酸(18∶1/18∶1)和乳糖酰基神经鞘氨醇(d18∶1/16∶0)有助于早期诊断PCa，这项研究是第一个证明尿液外泌体脂质可能成为PCa生物标志物的研究。

外泌体的内容物miRNA、蛋白质及脂质对PCa的诊断有着不可替代的作用，尤其以miRNA为主。血清外泌体miRNA可以反映肿瘤微环境的变化及肿瘤细胞的生物学特性，对PCa患者无创诊断、预后判断具有较好的应用前景。外泌体在PCa诊断中的价值尚需进一步深入研究。

3.外泌体在PCa治疗及预后中的作用：利用外泌体的稳定性、生物相容性、渗透性及低毒性等特点[31]，可将其作为潜在的药物载体，用于PCa患者的治疗及预后评估。Yang等[32]发现lncRNA-PCSEAT在PCa的早期治疗中具有重要价值。外泌体miR-498通过抑制PTEN的表达来降低PCa细胞对放疗的敏感性[33]。近期有文献报道，miR-654-3p和miR-379-5p能预测 PCa患者的放射治疗疗效[34]。miR-1290、miR-375和miR-423-3p可用于判断PCa患者的预后[35-36]。有学者认为miR-888、ex-miR-1246与侵袭性PCa有关[37-38]。PCa细胞的外泌体hsa-miR-940可预测PCa 骨转移[39]。Guo等[40]研发并验证了一种新型尿液检测方法，其可检测人体尿液中的23种RNA，在预测PCa转移方面具有较高准确性。

外泌体由自身细胞分泌，不会引起排斥反应，可利用这一优势制备肿瘤治疗疫苗，为患者带来便利。将药物负载于外泌体来增加PCa细胞对放、化疗的敏感性，改善治疗效果，为研究PCa的抗药性提供新方向。

4.外泌体在PCa耐药中的影响：外泌体已被证实可以影响 PCa患者的抗药性。外泌体miR-34作用于对多西他赛敏感的PCa细胞，并诱导癌细胞产生对多西他赛的耐药性[41]。有学者猜测携带雄激素受体剪接变体7的外泌体也可能与阿比特龙和恩扎鲁胺的耐药性有关[42]。对紫杉醇耐药的PCa细胞中能够检测出多达29种异常表达的外泌体miRNAs，其可能与PCa的抗药性相关[43]。研究发现，外泌体miR-27a可提高PCa细胞对顺铂和阿霉素等化疗药物的耐药性[44]。故可通过检测PCa患者外泌体的表达水平，辅助临床及时调整治疗方案，保证精准治疗及远期疗效。

三、总结与展望

外泌体被认为是细胞间信息传递、肿瘤诊治和预后评估标志物的重要载体。外泌体通过信号途径调节PCa细胞的微环境及生物学特性，从而参与肿瘤血管生成及免疫逃逸等过程，在PCa的形成与发展中影响重大。目前，外泌体在PCa方面的研究仍有不少问题需要解决。首先，急需一种有效的方法来纯化、分离和识别外泌体。其次，外泌体存在于人体的大量细胞中，在心血管、风湿性疾病及其他肿瘤中等同样起着重要作用，其对PCa缺乏一定特异性。此外，需要在人体内进行广泛的实验研究，以利用外泌体运载药物来治疗PCa。相信随着科学技术的进步和研究的深入，外泌体在PCa诊治中会具有更好的应用前景，给PCa患者带来新希望。