外泌体在胰腺癌中的研究进展

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·综述·

外泌体在胰腺癌中的研究进展

钱晓炜

（扬州大学医学院，江苏 扬州）

摘要：外泌体是直径为40-100nm的由细胞分泌至细胞外液中的小囊泡，其广泛分布于机体各组织、器官及体液中。外泌体的囊泡内

含有多种蛋白质、脂质、糖类和核酸等生物信息分子，外泌体可以通过将这些生物信息分子靶向转移至受体细胞内来调节和影响受体细胞的生理功能。随着我们对外泌体的研究越来越多，发现外泌体不仅参与和影响人体内分泌平衡和各项生理功能，还在肿瘤的发生、转移及治疗等过程中发挥重要的作用。胰腺癌是一种发病隐秘、早期易转移、预后极差的消化道恶性肿瘤，外泌体作为目前研究的一大热点，发现参与胰腺癌的发生、早期转移、化疗耐药、免疫逃逸等多个重要过程。本文着重阐述了目前外泌体在胰腺癌中的研究进展，为胰腺癌的早期诊断和治疗提供可靠的依据。

关键词：外泌体；胰腺癌；miRNA及mRNA；血清肿瘤标志物；转移；免疫；化疗；预后

中图分类号：R739.41　　　文献标识码：A　　　DOI: 10.19613/j.cnki.1671-3141.2019.57.035

本文引用格式：钱晓炜.外泌体在胰腺癌中的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(57):69-70.

0 引言

胰腺癌是一种恶性程度极高，诊治十分困难的消化道恶性肿瘤，具有发病隐秘、早期易转移、预后差等特点。研究发现外泌体会参与胰腺癌发生、早期转移、化疗耐药、免疫逃逸等多个过程。现对外泌体在胰腺癌中研究进展进行阐述。

1 胰腺癌

近年来，胰腺癌的发病率正逐年上升，我国国家癌症中心发布的最新2018年肿瘤流行病学数据统计显示，目前胰腺癌在我国的总发病率已排至肿瘤第10位，男性患者的胰腺癌发病率升至肿瘤第8位。胰腺癌早期难以发现，80%以上的患者在确诊胰腺癌的同时已经步入晚期无法行R0手术切除[1]，只能行姑息手术治疗或放化疗治疗，5年胰腺癌总存活率小于8%。且胰腺癌对放化疗敏感性低，目前常规化疗药物吉西他滨对提高胰腺癌患者生存率、改善生活质量方面效果有限，现在国际上比较热门的FOLFIRINOX化疗方案虽然对转移性胰腺癌的化疗效果更好，但是其副作用巨大，目

[2]

前暂未在我国推广。如何早期确诊胰腺癌、提高手术RO切除率、优化辅助化疗方案是提高胰腺癌患者生存率及改善预后的关键，也是近几十年来胰腺癌研究的关注点。

[6]

（Hsp60、Hsp70等），这些蛋白不仅参与外泌体的形成和分泌，同样还在不同种类的外泌体中高丰度表达，因此我们逐渐将这些外泌体上共有的高丰度蛋白当做外泌体的分子标志物，但要明确的是，这些蛋白分子并非外泌体所独有；外泌体中不仅含有完整的、有功能的mRNA和miRNA，还含有Non-codingRNA，shRNA， tRNA片段，Y RNA，siRNA等等，现已经证明这些核酸均可通过外泌体与受体细胞融合而发生转移并在受体细胞内发挥对应的生理功能。

3 外泌体与胰腺癌

胰腺肿瘤细胞的发生、生长和早期转移与肿瘤细胞所处的微环境密切相关，外泌体作为肿瘤微环境的重要组成部分，由肿瘤细胞直接分泌释放，通过配体-受体相互作用的机制，与靶细胞结合，将囊泡内有功能性的mRNA或miRNA转移到受体细胞内从而来调控受体细胞的生理功能，营造出局部组织或整个机体利于肿瘤细胞发生和转移的体内环境，从而加快实现肿瘤细胞的增殖、分化、侵袭和转移等过程。

4 外泌体与胰腺癌的早期诊断

胰腺癌早期患者无明显临床症状，发病较隐匿，诊断十分困难。且胰腺癌易于早期向胰周血管和淋巴结转移，患者确诊时往往已发展至胰腺癌晚期，80%以上的患者因此失去手术切除肿瘤的机会，生存时间极短，据统计显示胰腺癌总体5年生存率只有2%-8%。寻找有效可靠的早期胰腺癌诊断标志物，提高癌症患者生存时间和生存率，一直是目前治疗胰腺癌的重点和难点。

目前常用于胰腺癌诊断的血清肿瘤标志物CA199，但其特异性不高。外泌体的出现及其在肿瘤诊断和治疗方面的应用，为我们开启了另一条思路。

首先不同肿瘤细胞来源的外泌体其特征性的组成成分可反映肿瘤的表型，这为诊断和鉴别早期肿瘤提供了有力依

[7]

据。Melo Sa等研究人员发现，胰腺癌患者血液内富含一种叫磷脂酰肌醇聚糖蛋白-1(GPC1)的蛋白，后证实该蛋白位于胰腺癌细胞分泌的外泌体中，在胰腺癌患者血液中检测出的表达量明显高于正常或急慢性胰腺炎患者。研究者们继续对该蛋白行血液质谱分析后发现GPC1外泌体测试人群是否患有胰腺癌的准确率高达100%[7]，此外，胰腺癌患者血液中的GPC1外泌体含量与胰腺肿瘤发展程度呈正相关[7]，当患者经过外科手术将肿瘤切除后，体内的GPC1外泌体的

[7]

水平也随之下降，这些实验结果进一步表明GPC1外泌体不仅可用作早期胰腺癌的诊断的肿瘤标志物，其对胰腺癌的

[7]

治疗和预后影响也有着巨大的潜力可待挖掘。外泌体不仅可携带miRNA在血液系统中循环，还能保护囊泡内miRNA避免被血液RNA酶活性的降解，所以外泌体是理想的转运

2 外泌体

外泌体是由原核或真核生物细胞分泌至细胞外液的含有

囊泡结构的小囊泡团，其内部包含有许多不同种类的DNA、RNA 、脂质、糖类和蛋白质等信息生物分子，外泌体调节人体生理功能的能力都取决于外泌体与受体细胞相互作用转运进去的蛋白质、脂质、RNA的含量及种类；外泌体的直径大小约在40-100nm之间，与同样由细胞分泌的小囊泡（100nm）及凋亡小体（＜1000nm）大小相接近，这就导致我们很难完全区分开不同尺寸的细胞外囊泡和大分子物质，所以在成功提取外泌体之后我们需要利用新型高分辨率流式细胞仪来纯化外泌体[3]，尽量去除其他杂质对外泌体实验的影响；在细胞内外泌体的形态是呈圆形的；外泌体的脂质双分子层结构内富含胆固醇、神经鞘磷脂、神经酰胺等脂类物质，其特征性的双层结构和高浓度的鞘脂和胆固醇等脂质组成，不仅增

[4]

强了外泌体在细胞外环境中的稳定性，也是构成外泌体胞吞-胞吐转运的结构基础；外泌体上的蛋白质组成及含量广泛并多变，不同细胞来源的外泌体的功能和形式多种多样各不相同，共同参与到机体的免疫应答、抗原递呈、细胞通讯、干细胞分化等的人体生理活动中。当然，任何一种事物都是个性与共性共存的，外泌体也是如此，在不同的外泌体上我们也找到了一些共同表达的蛋白分子，如四次跨膜蛋白家族（CD63、CD9、CD81、CD82、CD57、CD53等）、参与细胞

[5]

分选的复合体相关蛋白（TSG101、Alix蛋白）、热休克蛋白

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70World Latest Medicine Information (Electronic Version) 2019 Vo1.19 No.57

载体，且测量肿瘤患者血液中外泌体miRNA的含量也被认为是可行的诊断早期肿瘤发生发展的方法。

5 外泌体与胰腺癌的转移

肿瘤转移可以说是胰腺癌预后不良的关键因素。最近多家研究机构已证实外泌体在胰腺癌的转移过程中起到关键的作用。为什么胰腺癌最常见的转移部位是肝和肺？却较少转移至脑、心脏、卵巢、子宫、甲状腺等器官？这和胰腺癌细胞分泌的外泌体针对的特异性靶细胞有关，显然外泌体对肝和肺特异性受体细胞的亲和力更高。胰腺癌细胞分泌的外泌体到达靶器官内，可促使正常组织细胞向癌细胞转化[8]；可促使大量肌成纤维细胞激活并重塑细胞外环境；可促使受体细胞释放组织因子促进肿瘤细胞的迁移；可促使内皮细胞增殖和新血管形成为肿瘤细胞到来和着落做好准备等。外泌体到靶器官内建立肿瘤转移的“前哨基地”，并支持随后转

移来的肿瘤细胞存活和种植[9]

。Pang W等发现外泌体miR-155在胰腺癌BxPC-3细胞系和正常胰腺SW1990细胞系中差异性表达明显，然后放入正常人体成纤维细胞共培养后发现，摄入外泌体miR-155的正常成纤维细胞向癌症相关成纤维细胞转变并促进肿瘤的集落形成。

6 外泌体与胰腺癌的化疗和耐药

辅助化疗作为晚期胰腺癌患者和术后患者重要的治疗方

案，一定程度上能有效抑制肿瘤细胞的复发和转移，提高患者总生存时间，有利于提高患者生存率。但是化疗的弊端和副作用仍非常明显。外泌体的发现成为解决化疗药物弊端的最大可能。我们可以根据不同的肿瘤细胞的种类来特定培育我们所需要的外泌体，然后将化疗药物通过不同的方式导入进外泌体的囊泡内，将外泌体充当化疗药物的载体，通过血液循环输送到全身各个部位并发挥抗肿瘤作用。Kamerkar S等[10]研究发现外泌体作为载体对siRNA顺利导入受体细胞内的保护作用要更强于脂质体，且外泌体中siRNA的成功导入干扰了受体细胞内原癌基因kRas G12D的表达，抑制了胰腺癌细胞的侵袭和转移。越来越多的研究表明，外泌体可以诱导胰腺癌细胞化疗耐药的改变，Hasegawa S等发现外泌体miR-1246与胰腺癌的预后相关，miR-1246可以诱导胰腺肿瘤细胞耐药性增加，降低化疗药物的疗效。

7 外泌体与胰腺癌的免疫逃逸和免疫治疗

我们发现胰腺癌细胞是通过建立一个免疫抑制性的肿瘤微环境, 从而抑制免疫细胞的抗肿瘤作用，来达到逃避宿主免疫监视的目的。胰腺癌肿瘤细胞分泌的外泌体可抑制NK细胞毒性，阻断T细胞刺激活化，促进T细胞凋亡和下调抗原呈递细胞的能力，这些都能抑制人体对胰腺肿瘤细胞的免疫应答。因此, 恢复和增强宿主的肿瘤免疫力可成为一种提高癌症患者生存率、改善生活质量的治疗方法。

我们发现，肿瘤细胞分泌的外泌体必须与免疫细胞表面的负性调节受体相结合，才能调控免疫细胞功能致使肿瘤细胞逃脱免疫系统的监视，比如使T淋巴细胞凋亡或者活性下降。所以目前理论上认为只要能通过有效的方式抑制免疫细胞的负性调节受体的功能，如程序性死亡蛋白-1(PD-1)[11]

、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)，就能解除肿瘤细胞的免疫逃逸机制。但很可惜的是，在胰腺癌临床治疗中，单一使用一种受体靶点抑制剂往往不能达到理想疗效[12]

。研制肿瘤疫苗是目前研究胰腺癌免疫治疗的热点方向之一，肿瘤疫苗可以激活循环中的T淋巴细胞, 使其大量扩增以达到消灭肿瘤的目的。但随着临床试验的尝试和开展，有成功也有失败，我们发现运用肿瘤疫苗确实可以提高癌症患者的总体生存期，如Le DT等的早期肿瘤疫苗GVAX

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临床试验，Hardacre等研究的吉他西滨、5-氟尿嘧啶及Al-genpantucel-L肿瘤疫苗的联合试验，胰腺癌患者1年生存率上升且肿瘤复发率下降，但在二期和三期临床试验结果上并没有发现胰腺癌患者的生存率有明显改变。所以胰腺癌的免疫治疗临床效果暂时仍未明确，还需要我们继续开发更多的肿瘤疫苗来验证其临床疗效。

8 小结

外泌体不仅存在于细胞生长的上清液中，还存在于多种组织、器官及体液中。现已发现胆汁中存在外泌体，目前仍未有明确文献报道患者胰液中是否能检测出特定的外泌体，我们也不知道胰腺癌患者胰液分泌的外泌体能否作为早期诊断胰腺癌和判断预后的标志物，但这是我们可以去尝试探索的一个方向。外泌体作为良好的运载体，其囊泡内的蛋白质、脂质及RNA可被运输至全身并起到广泛的调控作用。外泌体不仅参与胰腺癌的发生和发展，更是为胰腺癌早期转移建立了良好的微环境，从而加快实现肿瘤细胞的增殖、分化、侵袭和转移等过程。目前虽然有很多关于外泌体的研究，但是在胰腺癌中，我们发现其分子作用机制和信号通路还很不健全，详细解读外泌体的这些起重要作用的机制和通路，深入研究外泌体的抗肿瘤的作用方式，将有助于我们干预体内胰腺癌的发生发展、转移及治疗。外泌体在临床上作为靶向生物标记物现已初步使用，如靶向化疗药及肿瘤疫苗，虽然在胰腺癌的治疗上我们还处在不断摸索和挑战困难的阶段，但相信只要随着失败经验的不断积累，我们一定能成功战胜胰腺癌这个死神。参考文献

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