基于外泌體探討中醫藥治療惡性腫瘤的研究進展

趙小雪，王中奇

0 引言

惡性腫瘤是影響人類健康的主要惡性疾病之一。據2018年統計，全球新發癌癥病例1 810萬例、死亡病例960萬例，其中中國新發癌癥病例380.4萬例，占全球21.0%，且發病率及死亡率呈逐年上升趨勢[1]。腫瘤具有細胞分化和增殖異常、生長失去控制、浸潤和轉移等生物學特征，與吸煙、感染、職業暴露、環境污染、不合理膳食、遺傳因素等密切相關，其治療多以手術及放化療為主，也有早期中醫藥干預治療。

外泌體是由蛋白質、脂類、核酸等多種成分組成的分泌膜泡，研究表明，外泌體在惡性腫瘤的發生發展過程中扮演了重要角色，起到細胞間起信作用，在惡性腫瘤的診斷和治療中具有重要價值[2]。單一的信號通路或分子在研究中醫藥防治腫瘤的作用機制尚不夠全面，鑒于外泌體參與腫瘤的侵襲與轉移、腫瘤的免疫、耐藥等諸多環節，很可能成為研究中醫藥防治腫瘤作用機制的突破口，可以參與腫瘤治療的各個方面。本文基于外泌體在中醫藥治療惡性腫瘤的發生發展、侵襲轉移、免疫耐藥等作用展開綜述，以期突破目前惡性腫瘤治療瓶頸。

1 外泌體與腫瘤

1.1 外泌體及其生物機制

外泌體是由多種活細胞與胞膜融合后主動向細胞外分泌富有活性物質的囊泡樣小體，直徑為50～100 nm，在復雜多樣的細胞及細胞間起到通信作用，以維持正常生理狀態或誘發腫瘤疾病，幾乎所有哺乳動物的細胞都可以分泌外泌體，特別是腫瘤細胞外泌體過度表達的某些特定生物蛋白。最開始外泌體被普遍認為是細胞廢物的“轉運袋”，由各種細胞包括免疫細胞、干細胞及腫瘤細胞主動分泌，在腫瘤微環境的形成、腫瘤的發生發展、腫瘤的轉移及耐藥中均發揮重要作用[3-5]。

1.2 外泌體與腫瘤發生發展

1.2.1 促進腫瘤發生 由于原癌基因的激活，使得腫瘤細胞釋放更多的外泌體，因此腫瘤的發生與外泌體存在潛在的聯系，近年來大量研究表明腫瘤細胞來源的外泌體通過與受體細胞對接轉運miRNA并傳遞其所攜帶的致癌蛋白質、DNA、mRNA等內容物來調節腫瘤和宿主細胞的功能參與周圍細胞的惡性轉化，并通過腫瘤微環境促進腫瘤的發生[6]，研究表明前列腺癌細胞內質網在應激狀態下分泌更多的外泌體，能夠被巨噬細胞有效攝取，并通過上調PD-L1和炎性因子表達等方式影響巨噬細胞的極化，PI3K/Akt信號通路與前列腺癌風險之間有顯著關聯性[7]。另外，外泌體還能夠通過細胞間通訊、物質交換等方式，將致癌基因轉移到靶細胞中而促進腫瘤的發生。

1.2.2 促進腫瘤發展 常在腫瘤細胞中被異常激活，MET蛋白作為致癌性受體酪氨酸激酶活性的生長因子受體，能夠促進腫瘤細胞增殖、運動和遷移，影響腫瘤的復發與轉移[8]。最新研究證實，黑色素瘤來源的外泌體中的MET蛋白增加，通過形成轉移前微環境及血管生成促進骨髓來源黑色素瘤細胞發生復發轉移[9]。此外，血液循環可以使得高度轉移的細胞分泌更多的外泌體形成轉移前微環境促進腫瘤的轉移能力，走向更加侵襲性的表型轉化。

1.2.3 影響腫瘤微環境 腫瘤微環境中有間充質干細胞、成纖維細胞、內皮細胞和免疫細胞等，并可分泌細胞因子和生長因子。癌癥相關的成纖維細胞是TME中最豐富的細胞之一，為腫瘤的生長和進展創造條件[10]。TME和激活/抑制信號網絡的交互作用可能決定腫瘤的進展。外泌體可以調控TME[11]。巨噬細胞在TME中大量存在，有兩種不同的表型，包括M1-極化巨噬細胞和M2-極化巨噬細胞。巨噬細胞向M2表型的極化導致腫瘤進展并介導治療耐藥性的事件。其中一個發揮致癌作用的分子信號通路是信號換能器和轉錄激活因子3（STAT3）通路。缺氧狀態導致膠質瘤細胞分泌含有高水平白細胞介素-6（IL-6）和miRNA-155-3p的外泌體，IL-6激活STAT3，進而增強miRNA-155-3p的表達，誘導自噬。由于一個正反饋回路，誘導自噬增強STAT3磷酸化，從而促進腫瘤的發生[12-15]。與膠質瘤相似，結直腸癌在缺氧的情況下會導致TME分泌含有高水平miRNA-210-3p的外泌體，通過下調CELF2的表達抑制細胞凋亡。臨床調查也發現含有miRNA-210-3p的外泌體在結直腸癌患者中含量較高，與預后不良相關。M2巨噬細胞來源的外泌體轉移CD11b/CD18到肝細胞癌細胞[10]。隨后，基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）被激活，顯著促進了癌癥的遷移和轉移?？紤]到巨噬細胞在癌癥進展中的重要作用，靶向TME的外泌體已經被開發出來。將半乳糖凝集素-9-siRNA加載到外泌體中，然后將奧沙利鉑作為抗腫瘤劑嵌入，半乳糖凝集素-9-siRNA抑制巨噬細胞M2極化，最終抑制胰腺癌進展。

1.3 外泌體與腫瘤復發轉移

在惡性腫瘤中，腫瘤的復發轉移依賴于調控通路被共同選擇性的激活，而促進癌癥細胞的生長與發展。腫瘤來源的外泌體（TDEs）承載著上皮間質轉化（EMT）的程序蛋白，例如TGF-β、HIF1α、β-catenin等，可以增加對受體細胞的侵襲和轉移能力，參與轉移性微環境的形成。TDEs中的整合蛋白顯示優先被特異性器官的細胞吸收，在腫瘤的復發轉移中起著關鍵作用，TDEs能夠激活瘤上皮細胞中的EMT程序，形成癌前病變，轉移的細胞在此發生發展，調整宿主免疫，激活炎性反應通路而欺騙免疫細胞因子等物質而形成轉移前的微環境。例如，乳腺癌中miR-105外泌體下調了粘連蛋白ZO-1，使血管通透性增加、向肺部和腦部轉移增加，促進乳腺癌的轉移[9]。在一項研究中研究者通過生物信息學的分析，發現外泌體差異蛋白中的膜聯蛋白-A6（annexin-A6）發揮了關鍵的促進腫瘤轉移作用[16]。同樣直腸癌研究中，具核梭桿菌感染CRC細胞后，刺激和誘導腫瘤細胞生成大量富含miR-1246/92b-3p/27a-3p和CXCL16/RhoA/IL-8的外泌體，這些感染特異性腫瘤的外泌體被傳遞給未感染的CRC細胞，通過miRNA測序和蛋白質組分析發現存在多個蛋白靶分子和多種模式共同作用，促進了結直腸癌的復發和轉移[17]。

1.4 外泌體與腫瘤耐藥

腫瘤耐藥的發生經常是不可避免的進程，發生的原因主要包括藥物外流、藥物失活、免疫逃逸、藥物靶點改變及抑制細胞凋亡等[18]，并且發現其主要通過以下4個方面介導耐藥產生：（1）化療藥物的外流和失活，ABC轉運蛋白以及多藥耐藥蛋白的表達上調可以促使藥物外流的增加[19]；（2）通過自身攜帶耐藥相關分子，誘導蛋白質或核酸受體細胞產生耐藥，研究表明，外泌體可能通過攜帶的耐藥相關分子（ABCG2、SNHG29）調控食管鱗癌細胞耐藥[20]；（3）通過免疫逃逸避免細胞毒性藥物的損害，有報道顯示腫瘤源性外泌體通過調控T細胞亞群增殖、凋亡從而誘導肺腺癌細胞發生免疫逃逸[21]，胞內補體過量使細胞膜溶解，促使細胞死亡；（4）增強自噬及抑制凋亡，乳腺癌中miR-221的高表達引起曲妥珠單抗耐藥，外泌體介導的P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）轉移是促成乳腺癌細胞中多西他賽耐藥的主要機制[22]，miR-21的上調，miR-133b的下調使得肺癌細胞對順鉑產生耐藥性[22]；這些發現證實了外泌體攜帶的功能性分子miRNA和蛋白質、轉移miRNA、上調自噬導致腫瘤細胞產生耐藥性[23]為腫瘤耐藥提供了科學研究的方向與思路。

2 基于外泌體探討腫瘤的免疫治療

抗程序性死亡蛋白1（programmed death 1,PD-1）抗體等免疫檢查點抑制劑（immune checkpoints inhibitor, ICIs）癌癥治療的有效方法，然而，部分癌癥患者對ICIs治療反應不同，相比之下腫瘤內CD8+T細胞數量多的患者對ICIs的反應更好。因此，CD8+T細胞浸潤到腫瘤中的分子機制成為腫瘤免疫治療的關鍵。據報道，腫瘤細胞能夠分泌一種外泌體攜帶PD-L1即一種關鍵的免疫檢查點蛋白，其可以阻斷CD8+T細胞的浸潤，而腫瘤細胞是如何攜帶PD-L1到外泌體中的呢？Guan團隊[24]揭示了腫瘤細胞中磷酸化HRS通過誘導包含有PD-L1的免疫抑制型外泌體，阻滯CD8+T細胞浸潤達到免疫抑制，調節腫瘤免疫作用，并提出了阻斷HRS的磷酸化可以作為提高癌癥免疫治療效果的潛在途徑。

Xie等[25]發現胰腺導管腺癌（PDAC）表現出明顯的肝轉移傾向，而外泌體分泌促癌的蛋白質對于腫瘤細胞轉移前微環境至關重要，這項研究揭示了PDAC衍生的外泌體（Pex）調節肝臟微環境并促進轉移的潛在機制。研究者將外泌體CD44v6/C1QBP復合物遞送至肝衛星細胞（HSC）的質膜，導致胰島素樣生長因子1信號分子的磷酸化，從而導致HSC活化和肝纖維化，得出Pex CD44v6和C1QBP在有肝轉移的PDAC患者中顯著高表達。同時，高表達外泌體CD44v6和C1QBP與預后、纖維化肝微環境和術后PDAC肝轉移相關。因此，高表達的exosomal CD44v6和C1QBP是判斷預后和肝轉移的潛在生物標志物。子宮內膜癌（endometrial carcinoma, EC）是婦科惡性腫瘤中的主要死亡原因之一。為了改善患者早期EC的篩查手段，該研究進行了血漿來源的外泌體microRNA（miRNA）研究，以發現EC中的診斷性生物標志物。對來自健康受試者和EC患者的56份血漿樣品進行了小RNA測序，以鑒定候選外泌體miRNAs能否作為診斷生物標志物。這些miRNA候選物通過ddPCR在202個獨立血漿樣品中進行了進一步驗證，通過實時定量PCR（qRT-PCR）在32對子宮內膜腫瘤和鄰近正常組織中進行了驗證，并在手術前后分別對12名患者的血漿進行了匹配ddPCR。與健康受試者相比，從EC患者血漿樣品中分離出的外泌體組中miR-15a-5p、miR-106b-5p和miR107顯著上調。特別是，單獨的miR-15a-5p產生的AUC值為0.813，以區分Ⅰ期EC患者與健康受試者。miR-15a-5p與血清腫瘤標志物（CEA和CA125）的整合獲得了更高的AUC值（0.899）[26]；miR-15a-5p與EC患者的臨床表現之間也存在密切聯系。它的外泌體表達不僅與肌層浸潤的深度和EC的侵襲性有關，還與諸如TTE和DHEAS的生殖激素水平有關。綜上所述，血漿來源的外泌體miR-15a-5p是早期檢測子宮內膜癌的有前景和有效的生物標志物。

3 外泌體在中醫藥治療惡性腫瘤中的應用

中醫藥治療腫瘤已有上千年歷史，治療原則一直以整體觀和辨證論治，并在惡性腫瘤治療的過程中總結出“調態打靶”的觀點。中醫藥通過調節人體的微環境，配合西醫化療藥物及靶向藥物達到抑制腫瘤生長、提高機體免疫功能作用，增強放化療敏感度，減輕放化療不良反應，達到長期帶瘤生存的目的，極大地提高腫瘤患者的生存質量。多年的臨床經驗與總結形成了一些治療腫瘤的常用中藥及經方，廣范應用于臨床，是中醫辨證論治理論及整體思想觀念的具體體現，是中醫精髓所在；從單一的信號通路或分子切入研究中醫藥防治腫瘤的作用機制尚不夠全面，鑒于外泌體參與腫瘤的侵襲與轉移、腫瘤的免疫等諸多環節，外泌體很可能成為研究中醫藥防治腫瘤作用機制的突破口，可以介入腫瘤治療的各個環節。已有研究發現，喜樹堿負載外泌體抗結腸癌；姜黃素降低腫瘤細胞中miR-21的表達，促進miR-21經外泌體排出胞外，抑制腫瘤細胞的增殖和轉移；將姜黃素裝載在牛奶來源的外泌體中能有效調控靶細胞。因此，中醫藥抗腫瘤的作用機制將從單一信號通路轉變為更全面的研究，更加符合中醫藥治療整體觀和辨證論治的突出特點。

3.1 肺癌的治療應用

金復康由12種中草藥組成，長期用于肺癌的臨床治療。有研究通過對金復康處理組與未處理組的腫瘤外泌體進行蛋白質組學分析，發現金復康通過干擾EGF信號通路抑制循球腫瘤細胞轉移，從干預腫瘤外泌體的角度進一步探討金復康抗肺癌轉移的機制[27]；潤智等通過研究發現中藥復方雙參顆?？梢酝ㄟ^肺癌細胞來源的外泌體調控TAMs極化，其機制可能與MIF-miR-34a-KLF4通路相關；中醫益氣養陰活血法防治肺癌的分子生物學機制可能與調節腫瘤細胞外泌體、調控TAMs極化與功能、重塑腫瘤微環境相關[28]。

3.2 結直腸癌的治療應用

外泌體蛋白組學研究表明，大黃蟄蟲丸（DZP）可抑制上調的趨化因子配體2（CCL2）。重要的是，DZP顯著降低了肝臟中CCL2及其受體CCR2的表達。外泌體CCL2激活了巨噬細胞的招募，并將M1/M2范式轉變為M2表型。DZP降低了小鼠肝臟巨噬細胞的浸潤，減弱了M2極化。減少了F4/80陽性區域，降低了CCR2+陽性巨噬細胞的比例?？估w維化和抑制CCR2可抑制結直腸癌的生長和轉移[29]，如柔團隊探討人結腸癌HCT116細胞來源外泌體對裸鼠成瘤、轉移的影響和健脾消癌方的干預作用及其機制，結果顯示健脾消癌方能夠改善裸鼠生活質量，抑制外泌體在炎性微環境中的作用，降低TNF-α、IL-1β、IL-6的表達，從而抑制裸鼠成瘤和轉移[30]。

3.3 外泌體在中藥單體中的應用

中藥淫羊藿有效成分淫羊藿苷能夠調控成骨細胞源性外泌體miR-122-5p抑制劑+淫羊藿苷組在成骨、遷移mRNA和蛋白的表達量中均降低，結果表明淫羊藿苷是通過調控成骨細胞源性外泌體中的miR-122-5p發揮作用的[31]。

中藥白英具有清熱解毒之功，常用于治療多種惡性腫瘤。有效成分白英甾體生物堿GS2具有抑制腫瘤轉移的活性，GS2的干預使A549細胞外泌體有了顯著抑制體外轉移活性，并可能通過抑制JAK2/STAT3信號通路的磷酸化和EMT進程來調控外泌體抑制NSCLC轉移[32]。

4 總結與展望

中醫藥對惡性腫瘤的防治具有其獨特性和有效性，“調態打靶”、“帶瘤生存”常常是晚期惡性腫瘤治療的最佳選擇，通過調節腫瘤患者的自身免疫微環境防治腫瘤細胞發生侵襲和轉移，中醫藥具有不可替代的優勢。外泌體參與腫瘤微環境的形成，參與腫瘤發生、發展、轉移及耐藥等諸多環節，其機制可能通過干預外泌體介入腫瘤治療的各個環節，將成為中醫藥領域的研究重點和研究趨勢。

利益沖突聲明：

所有作者均聲明不存在利益沖突。