文章來源：中華消化外科雜誌,2018,17（4）
摘 要
精準醫學與精準腫瘤學概念已被學術界廣泛接受，但在臨床實踐中貫徹這一理念仍受到諸多限制。近年來，外泌體是液體活組織檢查領域的研究熱點，其具有脂質雙分子層，可包裹蛋白質、核酸等物質，參與細胞間溝通。各類體液中均可分離、富集外泌體，具有微創、穩定性好、有生物活性等優點，很好地契合精準診斷與治療實踐。筆者分析外泌體在消化系統腫瘤發生、發展、復發、轉移中的作用，及其在早期診斷、復發和轉移監測等方面的潛在應用與挑戰，供同道參考。
21世紀以來，醫學模式逐漸從基於臨床表現的傳統模式，向重視個體特徵的精準醫學模式轉變。精準醫學是基於臨床病理學特徵，聯合分子表達譜特徵，制訂可精確滿足不同患者實際需求的診斷、預後判斷及治療策略。為儘快實現這一模式，應通過轉化醫學手段，將大量基礎研究成果由實驗室帶入臨床應用。
近年來，腫瘤液體活組織檢查進展迅速，具有相對無創、可連續多次取樣、便於動態監測等優點，成為腫瘤學研究領域的熱點，其檢測對象主要包括循環腫瘤細胞、循環腫瘤DNA和外泌體。外泌體近年來基礎研究成果眾多，但成功服務於臨床的卻十分有限。筆者回顧外泌體領域最新進展，探討其在消化系統腫瘤診斷與治療中的重要作用，結合精準醫學時代背景分析外泌體應用的前景和挑戰。
一、外泌體與腫瘤
外泌體是細胞外囊泡的一個獨特亞群，直徑為50～150 nm，由細胞膜內陷形成多囊泡小體後與細胞膜融合，釋放至細胞外，具有脂質雙分子層和豐富的內容物。其他細胞外囊泡如微囊泡和凋亡小體均以出芽方式形成，直徑分別為100～1 000 nm和500～2 000 nm。外泌體除形成方式和大小區別於其他細胞外囊泡外，其表面具有特定標誌物，如：annexin蛋白家族、flotillin蛋白家族、熱休克蛋白70、主要組織相容性複合物Ⅰ和Ⅱ、CD9、CD63和CD81等，主要與外泌體形成機制和來源細胞相關。外泌體於1981年被首次發現，當時被學術界視為細胞廢棄物而未被重視。近年來研究者發現外泌體在多種生理、病理過程中發揮重要作用。
腫瘤患者體液中可檢測到幾乎各類細胞釋放的外泌體，其中腫瘤源性外泌體佔一定比例，但比值在不同種類的腫瘤甚至不同分期的患者中均不盡相同。腫瘤源性外泌體可通過多種途徑促進腫瘤進展、侵襲和轉移，例如增加血管通透性、在前哨淋巴結和遠處轉移器官形成預轉移龕等。因此，通過尋找外泌體表面或內部的特殊分子標誌物，可用於腫瘤早期診斷、預測轉移，並有望成為治療靶點。
二、外泌體的消化系統腫瘤分子標誌物作用
外泌體具有作為腫瘤分子標誌物的潛力：
(1)其可在包括血液在內的多種體液中檢出並富集。已有研究結果顯示：腫瘤細胞可能比正常細胞分泌更多外泌體。
(2)其脂質雙分子層結構可保護其中的大量核酸類物質(mRNA、微RNA、circRNA、lncRNA和DNA)免受降解。這一結構也使外泌體相對穩定，可在室溫下保存數小時、4 ℃下保存96 h或－70 ℃長時間保存的情況下，其內部RNA仍能被檢出。與循環腫瘤細胞和循環腫瘤DNA比較，外泌體更易富集，且保存條件要求較低，更適合作為分子靶向物服務於臨床，有望應用於個體化精準治療。
(3)外泌體因特殊的形成機制和內容物特點，具有特殊蛋白或核酸標誌物；但這些標誌物在體液整體蛋白質組或核酸組中所佔比例較小，難以檢測。
(4)此外，外泌體所含蛋白質、RNA或DNA片段可反映來源細胞代謝和突變情況，反映疾病進展、治療反應及轉歸，為基於液體活組織檢查的精準治療奠定了理論基礎。
1.外泌體的早期診斷價值：
早期診斷、及時干預是改善消化系統腫瘤患者預後的有效措施。以結直腸癌為例，隨著腸鏡篩查的普及，結直腸癌病死率下降了67%。同樣，得益於早期診斷與治療理念，早期小肝癌患者中位生存時間亦顯著延長。然而，現有的消化系統腫瘤早期篩查方式仍面臨多種挑戰：
(1)胃鏡、腸鏡等有創檢查因不適感強，受檢者依從性較差。
(2)肝臟超聲、大便隱血等無創檢查靈敏度不足。
(3)傳統腫瘤標誌物(AFP、前列腺特異性抗原等)靈敏度或特異度較差，難以與基礎疾病(慢性炎症背景)鑑別。
2015年Melo等的研究結果顯示：磷脂酰肌醇聚糖-1陽性的外泌體在胰腺惡性腫瘤患者中靈敏度和特異度接近100%，優於CA19-9的檢測效能，可非常精確地從胰腺良性疾病中診斷出早期癌變。該研究結果在外泌體應用於消化系統腫瘤早期診斷中具有里程碑意義。
Machida等的研究結果顯示：胰膽管癌患者唾液樣本外泌體miR-4644和miR-1264表達水平顯著高於正常人群，差異均有統計學意義。這使真正無創的液體活組織檢查不再遙不可及。上述研究結果均需進一步大樣本研究驗證，才能真正進入臨床應用。
儘管外泌體中包含蛋白質、核酸等多種物質，但近年來的多數研究對象以微RNA為主。已有研究結果顯示：肝細胞癌患者(30例)血清外泌體miR-21表達水平顯著高於慢性乙型病毒性肝炎患者(30例)；且檢測血清外泌體miR-21比檢測血清遊離miR-21準確率更高。
另一項類似研究結果顯示：與慢性乙型病毒性肝炎患者(20例)比較，肝細胞癌患者(20例)血清外泌體中miR-18a、miR-221、miR-222、miR-224表達水平均顯著升高，miR-101、miR-106b、miR-122、miR-195表達水平均顯著下降；但miR-21表達水平兩者比較，差異無統計學意義。目前，關於外泌體miR-122和miR-21在消化系統腫瘤中的研究較多，其具有成為腫瘤標誌物的潛力。
已有體外實驗結果顯示：干擾外泌體中miR-122可抑制肝細胞癌細胞凋亡，增強其存活能力，增加腫瘤細胞增殖和遷移。此外，已有研究結果顯示：酒精性肝炎肝損傷動物模型血清外泌體中miR-122表達水平與正常動物比較顯著上調，差異有統計學意義。
因此，血清外泌體中miR-122作為腫瘤標誌物具有較好的特異度，也提示其在腫瘤發生不同階段發揮不同生物學作用。不同於miR-122，miR-21在肝細胞癌患者血清外泌體表達水平高於正常人群；在體外實驗中干擾miR-21可促進肝細胞癌細胞凋亡，影響腫瘤細胞存活。另有研究結果顯示：膽管細胞癌患者癌組織外泌體miR-21表達水平顯著高於正常膽管上皮；且15-羥基前列腺素脫氫酶靶向抑制前列腺素合成，促進膽管細胞癌生長。
儘管許多研究都提出外泌體蛋白質、微RNA可作為原發性肝癌的標誌物，但受限於檢測手段的差異和技術不夠成熟帶來的檢測成本過高、樣本量相對有限等問題，現有研究結果難以在短時間內轉化於臨床應用。
2.外泌體監測腫瘤轉移復發的風險：
肝臟是消化系統腫瘤常見轉移靶器官，其中也包括原發性肝癌本身。對腫瘤轉移復發和轉移的監測嚴重影響患者預後。外泌體在腫瘤轉移中發揮重要作用，預示其可能成為監測腫瘤復發和轉移的有力工具。腫瘤細胞或微環境來源的外泌體通過作用於微環境中的多種細胞，發揮增強肝細胞癌細胞轉移潛能、破壞微環境炎症和免疫平衡的作用，從而促進腫瘤轉移。
Sugimachi等的研究結果顯示：行肝移植後患者血清外泌體miR-718表達水平比術前降低預示肝細胞癌復發；這可能與HOXB8蛋白上調相關。結直腸癌細胞源性外泌體包含mRNA、微RNA等核酸物質，可被傳遞給肝細胞癌細胞系和肺癌細胞系，提示外泌體核酸物質與腫瘤轉移相關。
動物模型實驗結果顯示：HT-29細胞(具有高度肝轉移潛能的結直腸癌細胞系)源性外泌體可增加Caco-2細胞(低轉移潛能的結直腸癌細胞系)在肝轉移癌灶中的數量和大小，其機制可能與其招募肝內間質細胞並形成預轉移龕相關。
無獨有偶，胰腺癌細胞來源的外泌體也可通過激活肝內庫普弗細胞和肝星狀細胞，介導預轉移龕形成，形成促進腫瘤轉移的炎症和免疫微環境。根據外泌體所攜帶整合素的不同，可提示不同的轉移靶器官，如：整合素α6β4和α6β1與肺轉移相關，整合素αvβ5預示肝轉移。
可預見基於外泌體的液體活組織檢查具有早期預測腫瘤遠處轉移的潛能，同時可識別轉移靶器官。通過靶向干擾外泌體的治療手段，阻斷外泌體介導的腫瘤血行轉移是未來研究方向。
（未完待續【接下文】）
參考文獻【略】
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