孫志強(qiáng),姜成毅,辛明光,李佰萍,劉正麗

(1.吉林省腫瘤醫(yī)院,吉林 長(zhǎng)春130012;2.吉林省前衛(wèi)醫(yī)院,吉林 長(zhǎng)春130012)

在我國(guó),原發(fā)性肝癌(primary liver cancer,PLC)的發(fā)病率及死亡率逐年提升,分別排第五位及第二位,是我國(guó)致死率極高的癌癥之一[1-2]。肝細(xì)胞性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是原發(fā)性肝癌中的一種,約占其病理類型的80%～90%?；颊哳A(yù)后差,5年內(nèi)生存率不足20%[3-4]。外泌體是一種直徑約40～100 nm的小囊泡,其內(nèi)容物包括豐富蛋白質(zhì)及各類RNA,可由腫瘤細(xì)胞分泌[5]。由于其多樣的內(nèi)容物,與癌癥的發(fā)生發(fā)展過程密不可分,對(duì)外泌體的檢測(cè)可反映出原發(fā)腫瘤的信息[6]。本文主要就外泌體的生物學(xué)活性及其與肝細(xì)胞性肝癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,以及外泌體在肝細(xì)胞性肝癌早期篩查、判斷預(yù)后及指導(dǎo)治療方面的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 外泌體生物學(xué)特性

外泌體是一種由雙層脂質(zhì)膜包裹各類活性物質(zhì)而形成的囊性小泡,直徑約為40～100 nm[7]。其分泌的初步條件在于早期分泌內(nèi)體的形成,這是在細(xì)胞膜的內(nèi)吞及內(nèi)陷作用下產(chǎn)生的。早期分泌內(nèi)體形成后,向細(xì)胞內(nèi)出芽,并釋放囊內(nèi)活性物質(zhì),待細(xì)胞成熟后,形成細(xì)胞內(nèi)的腔內(nèi)囊泡。腔內(nèi)囊泡進(jìn)一步累積,構(gòu)成多泡小體,向胞外移動(dòng),隨后與包膜融合釋放入血[8]。這一外泌體分泌過程中,囊泡內(nèi)各類活性物質(zhì)發(fā)揮著不同的生物學(xué)作用。外泌體內(nèi)富含各類生物活性物質(zhì),如脂質(zhì)、RNA、蛋白質(zhì)以及小分子活性物等。研究表明,腫瘤細(xì)胞中的外泌體分泌約為正常細(xì)胞的二倍,因此,對(duì)腫瘤細(xì)胞中分泌的外泌體進(jìn)行分析研究,更能明確地反映出腫瘤的內(nèi)部信息[9]。外泌體中的蛋白質(zhì)可促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移,其內(nèi)部的RNA可以反映腫瘤的發(fā)生及發(fā)展,小分子活性物質(zhì)負(fù)責(zé)細(xì)胞間信息的傳遞及相應(yīng)信號(hào)通路的改變[10]。同時(shí),由于外泌體雙層脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的存在,其在體內(nèi)的運(yùn)輸具有高度的穩(wěn)定性[11]。由于這種特性,對(duì)癌癥患者體內(nèi)的外泌體進(jìn)行收集和檢測(cè),可更準(zhǔn)確地反映出原發(fā)腫瘤病灶的情況,從而為癌癥的診療提供一定的幫助。

2 外泌體與肝細(xì)胞肝癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

2.1 腫瘤微環(huán)境的形成

腫瘤微環(huán)境的形成,是惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的先決條件。研究表明,外泌體對(duì)肝細(xì)胞性肝癌的腫瘤微環(huán)境形成具有重要作用[12]。在肝細(xì)胞性肝癌發(fā)生發(fā)展的過程中,抑癌性外泌體減少的同時(shí),促癌性外泌體增加,進(jìn)而形成了致瘤性腫瘤微環(huán)境[13]。肝細(xì)胞性肝癌患者分泌的外泌體,通過構(gòu)建致瘤性腫瘤微環(huán)境,加速了癌癥的侵襲及轉(zhuǎn)移。Vps4A是機(jī)體外泌體分泌的一種腫瘤抑制因子,其生物學(xué)效應(yīng)可削弱外泌體與細(xì)胞之間的信號(hào)傳遞,同時(shí)促進(jìn)致癌miRNA的釋放[14]。成纖維細(xì)胞激活可分泌IL-6、IL-8等促炎因子,FANG T等[15]研究表明,肝細(xì)胞性肝癌患者外泌體中分泌的miRNA-1247-3p可靶向作用于B4 GALT3,這一作用可促進(jìn)上述生理過程的發(fā)生,進(jìn)而加快癌癥的發(fā)生。此外,外泌體也可以使機(jī)體發(fā)生免疫逃逸。經(jīng)LI X等[16]驗(yàn)證肝細(xì)胞性肝癌患者外泌體的分泌可增加TNF-α和IL-10等因子的分泌,同時(shí)減弱了巨噬細(xì)胞的釋放,使STAT3通路被異常激活,引發(fā)了免疫逃逸。這些因素為肝細(xì)胞性肝癌的發(fā)生及發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.2 外泌體促進(jìn)腫瘤血管的生成

在致瘤微環(huán)境形成后,外泌體可參與腫瘤內(nèi)部新血管的生成,從而有助于肝細(xì)胞性肝癌的發(fā)生和發(fā)展。肝細(xì)胞性肝癌是一種強(qiáng)血管依賴性腫瘤,具有侵襲性強(qiáng)且生長(zhǎng)迅速等特點(diǎn),因此,外泌體在肝細(xì)胞性肝癌血管生成的過程中發(fā)揮著重要的作用[17]。SANTHEKADUR PK等[18]研究發(fā)現(xiàn),在肝細(xì)胞性肝癌分泌的外泌體中,可觀察到miR-221含量增加。這種miRNA的增加,可通過NF-kB信號(hào)通路,上調(diào)血管生成相關(guān)因子CXCL16表達(dá),從而促進(jìn)新血管的形成。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VGEF)的升高可提高血管的通透性,同時(shí)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移及增殖,有利于人體新血管的生成[19]。WANG Q等[20]發(fā)現(xiàn),肝細(xì)胞性肝癌患者外泌體分泌miR-1290的含量增加,當(dāng)其作用于靶細(xì)胞即血管內(nèi)皮細(xì)胞時(shí),對(duì)細(xì)胞內(nèi)SMEK1產(chǎn)生抑制效應(yīng),使VEGFR2磷酸化效應(yīng)增強(qiáng),從而加速VEGFR2活化以及血管形成。此外,Notch通路的信號(hào)增強(qiáng)也有助于腫瘤內(nèi)部新血管的形成,這是由于肝細(xì)胞性肝癌中外泌體分泌的DLL4增強(qiáng)所造成的[21]。外泌體分泌眾多的miRNA均對(duì)腫瘤內(nèi)血管的生成具有一定的調(diào)節(jié)作用,如miR-210、miR-200b-3p等[22]。外泌體的存在可促進(jìn)腫瘤血管的生成,從而為肝細(xì)胞腫瘤提供腫瘤內(nèi)部增殖所需氧氣及營(yíng)養(yǎng),伴隨腫瘤微環(huán)境的存在,加速了腫瘤的發(fā)生及發(fā)展,導(dǎo)致了患者的不良預(yù)后。

2.3 外泌體參與肝細(xì)胞肝癌的侵襲與轉(zhuǎn)移

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)是指在生理或病理狀態(tài)下,上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象,細(xì)胞形態(tài)由規(guī)則形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮啥思?xì)的梭形,更有助于細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和遷移[23]。EMT現(xiàn)象是腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移和侵襲的基礎(chǔ),肝細(xì)胞性肝癌所分泌的外泌體已被證明會(huì)影響腫瘤的這一過程,因此,外泌體可參與肝細(xì)胞性肝癌的侵襲與轉(zhuǎn)移。研究人員發(fā)現(xiàn),肝細(xì)胞性肝癌分泌的外泌體中miR-1247-3p的含量較高,這一miRNA可先減少β-1,4-半乳糖轉(zhuǎn)移酶 3的合成,隨后激活β-1-integrin NF-κB信號(hào)通路,促進(jìn)癌相關(guān)成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,從而誘導(dǎo)機(jī)體EMT過程的發(fā)生,使癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移[24]。LI B等[25]人發(fā)現(xiàn),在肝癌細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中,外泌體分泌的lncRNA FAL1可顯著刺激HepG2細(xì)胞的遷移及增殖,同時(shí),該物質(zhì)的分泌可促進(jìn)癌細(xì)胞中成纖維細(xì)胞的活化,加速了肝細(xì)胞性肝癌的轉(zhuǎn)移。已經(jīng)驗(yàn)證的研究表明,腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體microRNA-200可將細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力傳遞給非轉(zhuǎn)移性細(xì)胞,這進(jìn)一步促進(jìn)了EMT過程的發(fā)生,從而促進(jìn)了腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[26]。有研究表明,外泌體分泌的circ-0004277也同樣具有此能力[27]。

3 外泌體在肝細(xì)胞肝癌診治中的應(yīng)用

3.1 肝細(xì)胞肝癌的早期篩查及診斷

既往對(duì)于肝細(xì)胞性肝癌的早期診斷包括以MRI為主的影像學(xué)檢查及以AFP為主的腫瘤標(biāo)志物檢查。然而,對(duì)于肝細(xì)胞性肝癌結(jié)節(jié),只有結(jié)節(jié)直徑≥2 mm時(shí)才可被捕捉到[28]。而對(duì)于AFP的表達(dá),已有研究表明,早期癌癥患者AFP含量的檢查假陽(yáng)性率約為40%,具有敏感性低等不足[29]。由于外泌體被雙層脂質(zhì)膜包裹的結(jié)構(gòu),其內(nèi)容物不易在轉(zhuǎn)移過程中被破壞,因此,可準(zhǔn)確反映出原發(fā)病灶的病變情況,也有助于腫瘤異質(zhì)性的判斷[30]。研究表明,健康者向癌癥患者的轉(zhuǎn)變中,外泌體分泌的miR-1247-3p逐漸升高,且由肝硬化結(jié)節(jié)向肝細(xì)胞性肝癌轉(zhuǎn)變中,外泌體分泌的miR-221、miR-222及miR-224也逐漸升高[31]。因此,通過觀察血清中外泌體miRNA的含量,可對(duì)早期肝細(xì)胞性肝癌患者進(jìn)行篩查及診斷。LIU WH等[32]發(fā)現(xiàn),通過將AFP、miR-122及miR-200a進(jìn)行聯(lián)合診斷,其ROC曲線面積可達(dá)0.993,具有良好的診斷效能。因此,臨床醫(yī)生考慮,可將外泌體與AFP聯(lián)合檢測(cè),作為肝細(xì)胞性肝癌早期診斷的方法。另有研究表明,TNM分期高,腫瘤體積較大可導(dǎo)致外泌體中miR-638的降低,從而可以評(píng)估腫瘤侵襲情況[33]。

3.2 肝細(xì)胞肝癌的預(yù)后判斷

對(duì)外泌體進(jìn)行檢測(cè),可反映出原發(fā)腫瘤病灶的情況,因此,外泌體內(nèi)的內(nèi)容物可反映出腫瘤的轉(zhuǎn)移及侵襲能力等信息,這與患者的生存時(shí)間、復(fù)發(fā)的可能性等指標(biāo)密切相關(guān),可作為患者預(yù)后情況評(píng)估的依據(jù)[34]。在肝細(xì)胞性肝癌分泌的外泌體中,可觀察到其內(nèi)部lncRNA的含量發(fā)生相關(guān)變化。研究人員發(fā)現(xiàn),lncRNA CRNDE、lncRNA ASMTL-AS1、lncRNA-ATB等lncRNA含量增加,這些lncRNA的增加與患者預(yù)后不良密切相關(guān)[35]。JUN JE等[36]對(duì)切除肝細(xì)胞性肝癌原發(fā)病灶的患者進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn),這些患者外泌體中分化拮抗非蛋白質(zhì)編碼RNA的含量越多,越容易引起癌癥的復(fù)發(fā),造成不良預(yù)后,且該類患者病死率也出現(xiàn)了逐年增加。已證明,肝細(xì)胞性肝癌患者外泌體中miR-665過度增加時(shí),患者的總體生存率(OS)降低,因此,該miRNA可作為該類患者的預(yù)后指標(biāo)[37]。YU LX等[38]的研究表明,在肝細(xì)胞性肝癌發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的患者隊(duì)列中,可發(fā)現(xiàn)外泌體中miRNA-1247-3p的含量升高。因此,該指標(biāo)可作為對(duì)肝細(xì)胞性肝癌患者發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)指標(biāo),同時(shí)可反映該類患者的不良預(yù)后。

3.3 肝細(xì)胞肝癌的治療

由于肝細(xì)胞肝癌分泌的外泌體可反映原發(fā)腫瘤的發(fā)生發(fā)展情況,因此,可對(duì)外泌體中的信號(hào)分子進(jìn)行研究,從而發(fā)現(xiàn)針對(duì)肝細(xì)胞肝癌有效的治療靶點(diǎn)[39]。外泌體分泌的miR-221對(duì)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞周期的蛋白能夠產(chǎn)生影響,例如p27kip1、p57kip2等。以miR-221為治療靶點(diǎn)進(jìn)行阻斷,可使肝細(xì)胞性肝癌腫瘤細(xì)胞發(fā)生G1期阻滯,從而減弱了其增殖,控制了肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和增殖[40]。此外,外泌體因其雙層脂質(zhì)膜包裹的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可作為相關(guān)藥物的運(yùn)輸載體。通過人工修飾,研究人員將靶向藥物索拉菲尼裝載至體液來源的外泌體囊泡中,該藥物可對(duì)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)具有抑制作用,且療效高于傳統(tǒng)全身化療[41]。然而,一定劑量的藥物使用會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)耐藥性,外泌體與肝細(xì)胞性肝癌患者的免疫治療療法也在逐步開發(fā)。研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體可加速NK細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng),從而促進(jìn)免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤的殺傷作用。工程化外泌體可上調(diào)HSP70等相關(guān)基因的表達(dá),從而增加NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性[42]。將靶向治療與免疫治療的結(jié)合也可為后續(xù)肝細(xì)胞性肝癌患者的治療提供一定的思路。

4 總結(jié)

本文通過介紹了外泌體的生物學(xué)活性及外泌體和肝細(xì)胞性肝癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,表明了外泌體檢測(cè)在肝細(xì)胞性肝癌早期篩查診斷,判斷預(yù)后及指導(dǎo)治療等方面的作用。外泌體可作為機(jī)體和癌癥細(xì)胞之間傳遞信息的媒介,因此通過對(duì)外泌體分泌物質(zhì)的研究可以反映原發(fā)腫瘤狀態(tài)以及發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)。在臨床研究中,實(shí)際應(yīng)解決的問題在于尋找合適的外泌體分離及檢測(cè)的方法,提高機(jī)體外泌體檢測(cè)的準(zhǔn)確性及敏感性。此外,仍有許多液體活檢指標(biāo)如循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)、ctDNA等可反映機(jī)體原發(fā)病灶的情況,更有助于幫助臨床走進(jìn)個(gè)性化治療中的“精準(zhǔn)醫(yī)療”時(shí)代。目前,對(duì)于肝癌患者外泌體的研究仍主要集中于血清外泌體中的miRNA,在未來的研究中,應(yīng)進(jìn)一步更新外泌體檢測(cè)技術(shù),對(duì)患者體液內(nèi)的miRNA進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)更多外泌體內(nèi)信號(hào)分子與癌癥細(xì)胞之間的作用機(jī)制,從而發(fā)現(xiàn)更多新的治療靶點(diǎn),為未來肝細(xì)胞性肝癌的診斷及治療提供新的思路。