呂建志 綜述 劉 歡 祝海洲 審校

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，濟(jì)寧 272013)

腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma,RCC)，簡(jiǎn)稱腎癌，是泌尿系統(tǒng)常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。全球發(fā)病率不斷上升，每年約有40.3萬(wàn)的新發(fā)病例，17.5萬(wàn)的死亡病例，成人約4%的惡性疾病為腎癌[1]，在每年的泌尿系腫瘤的死亡率中居首位[2]。許多腎癌發(fā)展到晚期仍沒(méi)有明顯的癥狀，出現(xiàn)經(jīng)典的3大癥狀(血尿、腹部腫塊、疼痛)的患者僅20%左右。50%的患者在體檢時(shí)通過(guò)影像學(xué)檢查偶然發(fā)現(xiàn)，在診斷時(shí)約16%的腎癌已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移,多數(shù)患者只能采用姑息性治療，其預(yù)后差，5年生存率低于10%[3]。因此，積極尋找腎癌敏感的標(biāo)志物對(duì)早期及微小腎癌的診斷具有重要作用，這也一直是腎癌研究的焦點(diǎn)。外泌體在前列腺癌、膀胱癌、胰腺癌和乳腺癌等的發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療中發(fā)揮著重要作用，這為RCC的診斷及治療提供一種全新的思路和解決方法。

1 外泌體概述

外泌體是由細(xì)胞自主產(chǎn)生、分泌的一種具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)的杯狀囊泡，平均直徑為40～100nm，是最小的細(xì)胞外囊泡[4]。早期溶酶體微粒內(nèi)陷形成多泡體(multivesicular body,MVB)，一部分多泡體在 Rab蛋白的介導(dǎo)下與質(zhì)膜(plasmalemma,PM)融合，然后通過(guò)胞吐作用轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，被釋放出來(lái)的小囊泡即為外泌體。目前已知外泌體可來(lái)源于多種細(xì)胞，包括造血來(lái)源和非造血來(lái)源。以前認(rèn)為外泌體是一種無(wú)功能的物質(zhì)，直到2007年發(fā)現(xiàn)外泌體可能會(huì)像“信使” 一樣攜帶遺傳物質(zhì)進(jìn)行細(xì)胞間信息的交換，并在受體細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，這表明外泌體可以參與細(xì)胞間的信息交流。外泌體膜結(jié)構(gòu)有抵抗外源性蛋白酶和RNA酶的作用，使胞內(nèi)功能蛋白質(zhì)、mRNA和miRNA更穩(wěn)定、單純。因此，外泌體可以作為疾病診斷的敏感標(biāo)志物。

2 外泌體與腎癌

2.1 參與腫瘤微環(huán)境構(gòu)建

在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中原發(fā)性腫瘤可以釋放一些生物因子到優(yōu)先轉(zhuǎn)移的區(qū)域，參與轉(zhuǎn)移性微環(huán)境的形成。外泌體表現(xiàn)出一定的器官及組織細(xì)胞嗜性的特征，這種傾向性的表現(xiàn)與外泌體表面的整合素表達(dá)有關(guān)[5]。轉(zhuǎn)移前生態(tài)位建立的誘導(dǎo)過(guò)程非常復(fù)雜，涉及癌細(xì)胞分泌的外泌體與靶器官基質(zhì)細(xì)胞的結(jié)合，導(dǎo)致靶細(xì)胞的重新編程以及重要信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活[6-7]，最終靶器官建立起腫瘤轉(zhuǎn)移前的微環(huán)境，為腫瘤的轉(zhuǎn)移提供前提條件。

2.2 有助于血管生成

癌癥干細(xì)胞通過(guò)分化內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)血管生成[8]。來(lái)自腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體的miRNA，如miR-23a，miR-210，miR-135b，miR-494，miR-1246和miR-9，可轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細(xì)胞中促進(jìn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血管生成素-1等的表達(dá)來(lái)加快腫瘤組織血管網(wǎng)的重建[9-10]。另外，高表達(dá)碳酸酐酶IX(carbonic anhydrase IX,CA IX)的外泌體與腎癌血管重建有關(guān)[11]。血管網(wǎng)的建立不僅對(duì)腫瘤組織的正常生長(zhǎng)至關(guān)重要，也對(duì)腫瘤的侵襲提供重要的通道。

2.3 有助于免疫逃逸

腎癌細(xì)胞分泌的外泌體既能夠誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)，也可以通過(guò)激活caspase途徑引發(fā)活化T淋巴細(xì)胞凋亡[12]，減弱自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒性，降低IL-2、IFN-γ、IL-6和IL-10的產(chǎn)生，這有助于腎癌的免疫逃逸并促進(jìn)腎癌的發(fā)展。腫瘤來(lái)源的外泌體中包含F(xiàn)asL和PDL-1，可分別激活 Fas/FasL 和 PD-l/PDL-1 通路，通過(guò)誘導(dǎo) CD8+ T 細(xì)胞的凋亡，抑制人體免疫系統(tǒng)的作用，最終幫助癌細(xì)胞實(shí)現(xiàn)免疫逃逸[13]。骨髓來(lái)源的抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)在腫瘤微環(huán)境中聚集是免疫逃逸的最重要因素之一，有研究發(fā)現(xiàn)Hsp70在腎癌外泌體中含量豐富，它可聚集腫瘤生長(zhǎng)因子、促炎細(xì)胞因子，通過(guò)p-STAT3通路誘導(dǎo)MDSCs的表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[14]。

2.4 參與癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移

外泌體通過(guò)自身攜帶的物質(zhì)可以改變靶細(xì)胞功能，其中腫瘤來(lái)源的外泌體作用于尿路上皮細(xì)胞后導(dǎo)致上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要步驟。另外，外泌體釋放的miR-25-3p轉(zhuǎn)移至血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)致血管通透性增加，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。

3 外泌體在腎癌診斷中的作用

外泌體是細(xì)胞主動(dòng)分泌的一種物質(zhì)，它內(nèi)含的各種物質(zhì)代表分泌部位的一種病理生理狀態(tài)，因此外泌體的分離檢測(cè)在腎癌的診斷、治療和監(jiān)測(cè)預(yù)后等方面有很好的應(yīng)用前景。

3.1 長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)

LncRNA是長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸，并缺乏蛋白質(zhì)編碼能力的RNA。惡性腫瘤細(xì)胞可表達(dá)出特定的lncRNA標(biāo)記，說(shuō)明lncRNA可以作為疾病的特異性標(biāo)志物，這對(duì)于癌癥的診斷具有重要意義。外泌體存在的lncRNA尤為豐富，而且外泌體可以保護(hù)其中的核酸被酶分解；與miRNA相似，lncRNA在癌細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中也起到重要作用。尿液外泌體lncRNA NR-040448和 NR-033390差異表達(dá)最明顯，其敏感度和特異度均超過(guò)70%，這提示lncRNA可作為潛在的腎癌診斷標(biāo)記[15]。

3.2 微小RNA(micro RNAs,miRNA)

MiRNA是基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程中較小的內(nèi)源性非編碼RNA(18～24個(gè)核苷酸)，幾乎參與所有已知腫瘤發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程。尿液中的miRNA可來(lái)自泌尿系統(tǒng)各組織器官，包括腫瘤組織，正常的尿路上皮組織，腎實(shí)質(zhì)等。尿液miR-126-3p聯(lián)合miR-449a檢測(cè)可以把健康者與RCC患者區(qū)分開(kāi)來(lái)[16]，可以作為高敏感性透明細(xì)胞性腎細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)患者的標(biāo)志物。Redova等[17]發(fā)現(xiàn)血液中外泌體miR-210、miR-1233、miR-378和miR-451在ccRCC患者中顯著升高。另有研究顯示，miR-210和miR-1233在腎癌患者術(shù)后血液外泌體中的表達(dá)顯著下降[18]。與健康人相比，miR-183在腎癌患者中的表達(dá)增加，miR-183水平與腎癌患者的不良預(yù)后呈正相關(guān),在促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用[19]。Song等[20]研究發(fā)現(xiàn)miR-30c-5p在ccRCC患者和健康對(duì)照個(gè)體之間，其表達(dá)存在顯著差異，這表明它對(duì)ccRCC具有特異性，可作為早期ccRCC的潛在診斷生物標(biāo)志物。

3.3 蛋白質(zhì)

Herreros-Villanueva和Bujanda[21]通過(guò)分離正常人和腎癌患者的尿液外泌體分別得到261和186種蛋白質(zhì)，而這兩組蛋白質(zhì)種類并沒(méi)有很多的重復(fù)部分，其中基質(zhì)金屬蛋白酶9、足糖萼蛋白、阻黑體4和CA IX在腎癌患者的尿液外泌體中表達(dá)比正常人增高，腎癌患者尿液外泌體檢測(cè)到的一組蛋白質(zhì)，其中有10個(gè)可能會(huì)成為潛在的腎癌標(biāo)志物[22]。

4 外泌體在腎癌治療中的作用

4.1 藥物載體

根據(jù)外泌體的特點(diǎn)讓其作為藥物載體發(fā)揮治療的作用，因其脂質(zhì)雙層的膜結(jié)構(gòu)可以保護(hù)外泌體中的RNA不被RNA 酶降解，而且它的大小和可變形性更容易穿過(guò)生物膜，這樣就可以很容易把治療基因精準(zhǔn)的遞送到靶細(xì)胞。外泌體攜帶的抗腫瘤物質(zhì)不僅可阻礙膀胱癌的發(fā)展，還對(duì)正常尿路上皮無(wú)明顯損傷，這表明外泌體是治療泌尿系癌癥的理想載體[23]。

4.2 腫瘤疫苗

與傳統(tǒng)疫苗相比，來(lái)源于腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體具有不可比擬的作用，其親和性更高。外泌體可在體內(nèi)表達(dá)免疫抑制分子從而降低其免疫原性。張堯等[24]發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-12錨定的腎癌細(xì)胞源性外泌體比正常細(xì)胞源性外泌體有更顯著的抗腫瘤效應(yīng)，在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這種新型的疫苗有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性反應(yīng)，這為外泌體疫苗治療腎癌提供強(qiáng)有力的證據(jù)。外泌體裝載并運(yùn)送的腫瘤抑制基因，可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，這為外泌體介導(dǎo)靶向治療提供了必要條件[25]。

4.3 腫瘤耐藥

腫瘤耐藥是臨床治療腫瘤失敗的主要原因之一。未產(chǎn)生耐藥的腫瘤細(xì)胞會(huì)接受其他腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體中的多重耐藥相關(guān)蛋白遺傳信息，使其獲得耐藥性。Qu等[26]研究發(fā)現(xiàn)腎病耐藥細(xì)胞通過(guò)外泌體把lncARSR傳遞給其他細(xì)胞，使其產(chǎn)生耐藥性；lncARSR通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-34/miR-449促進(jìn)AXL/c-MET表達(dá)，而AXL/c-MET又以正反饋的形式促進(jìn)lncARSR的表達(dá)，進(jìn)一步促進(jìn)腎癌細(xì)胞耐藥。此外，外泌體miR-210能夠介導(dǎo)吉西他濱敏感的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性[27]。上述研究表明，外泌體可以介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性，這不僅可以為腫瘤患者提供新的治療靶點(diǎn)，還可以通過(guò)外泌體標(biāo)志物的檢測(cè)，預(yù)測(cè)患者對(duì)抗腫瘤藥物的反應(yīng)性，可為腎癌個(gè)體化治療提供重要參考。

5 小結(jié)與展望

腎癌的早期診斷是提高患者生存率的關(guān)鍵因素之一，外泌體的發(fā)現(xiàn)為這一關(guān)鍵因素提供了可能。腎癌患者的血液、尿液、腫瘤組織中均可分離得到外泌體。外泌體分離純化方式有很多種，目前比較公認(rèn)的分離方法為超速離心法，但比較費(fèi)時(shí)且需要較多的原料，現(xiàn)在仍然沒(méi)有一種可靠而且簡(jiǎn)便的分離方法能夠應(yīng)用于臨床。腫瘤源性外泌體中攜帶著大量的物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等，它們可以改變靶細(xì)胞的生物學(xué)行為，促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育。由于在尿液和血液中提取外泌體具有取材簡(jiǎn)便，快捷等優(yōu)點(diǎn)，腫瘤源性外泌體在腎癌的早期診斷中有著無(wú)可比擬的潛力。但是，目前主要研究集中在腎透明細(xì)胞癌上，且多數(shù)為回顧性研究，若在臨床中推廣應(yīng)用，必須有更為廣泛地研究與臨床試驗(yàn)相結(jié)合。

利益沖突：所有作者均申明不存在利益沖突。