魏倩，铁欣

1 天津医科大学肿瘤医院，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市“肿瘤防治”重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心，天津300060；2 天津医科大学检验医学院

胰腺癌是一种恶性程度高、5年生存率极低的消化道肿瘤，其发病隐匿且进展迅速，早期确诊较罕见。除了细胞的高侵袭性外，大部分胰腺癌患者对放、化疗药物的耐药性是导致预后不良的主要原因[1]。因此，加强其相关性研究并寻找新的生物标志物和药物载体对提高胰腺癌的早期诊断和临床疗效至关重要。外泌体是一种包含大量生物特异性信号分子的胞外囊泡结构,目前研究表明，其与肿瘤的血管形成、细胞增殖和免疫功能有密切关系，此为胰腺癌的早期诊断和治疗提供了基础和方向[2]。现就外泌体在胰腺癌发生发展及诊疗中的作用研究进展综述如下。

1 外泌体概述

外泌体是一种具有脂质双分子层膜结构的细胞外囊泡，含有大量功能性分子如核酸、蛋白质，广泛分布于唾液、血浆和乳汁等体液中。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，不仅增强了外泌体在细胞外环境中的稳定性，亦是构成外泌体胞吞-胞吐转运的结构基础。不同细胞分泌的外泌体包含的生物信息不同，通过分析其内含物可判断其来源，获得肿瘤细胞的基本信息[3]。外泌体携带生物信息通过受体介导的各种方式被受体细胞内源化，进而参与机体的免疫应答、新生血管形成、细胞分化、肿瘤侵袭等多种生理和病理过程，是一种重要的细胞间交流工具[4]。

2 外泌体在胰腺癌发生发展中的作用

2.1 影响胰腺癌细胞的增殖 外泌体对胰腺癌细胞增殖的调节作用因其来源而异。体外研究表明，对胰腺导管腺癌来说,吉西他滨处理过的癌相关成纤维细胞(CAFs)释放的外泌体会大幅度增加，从而导致PC细胞的增殖。这是由于其所含的Snail(SNAI1)及其靶点miR-146a在受体细胞中水平升高的缘故。同时被吉西他滨处理的CAFs大量释放含有促耐药因子的外泌体给上皮细胞受体，增加肿瘤细胞耐药性[5]。胰腺星状细胞(PSCs)活化后释放的外泌体中含有大量的miR-21，可促进肿瘤细胞转化和间质增生，增强PC肿瘤细胞的增殖能力[6]。研究证实，来自胰腺癌细胞系(SOJ-6)上清液的外泌体会通过对激活磷酸酶、张力素同源物(PTEN)和糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)的作用降低细胞增殖能力，从而引发线粒体依赖的凋亡途径[7]。上述体外研究表明，不同来源的外泌体对PC细胞增殖有不同的影响，还需要进一步研究阐明。

2.2 促进胰腺癌细胞的转移侵袭 外泌体影响细胞间信息交流,可以调节预转移靶位点周围的微环境，促进肿瘤细胞的转移和存活。胰腺星状细胞(PSCs)活化后会释放富含miR-451a的外泌体,可以促进胰腺癌细胞的迁移能力，这种迁移会被外泌体抑制剂GW4869所抑制[8]。有研究者利用小鼠胰腺癌转移肝脏实验证明，来源于胰腺癌的外泌体中的巨噬细胞转移抑制因子(MIF)与库普弗细胞融合激活纤维化途径，创造了有利于肿瘤细胞生长的促炎环境，可以促进胰腺肿瘤的肝转移[9]。此外，外泌体形成转移前生态位需要一种癌症起始细胞(CIC)的标记物CD44v6的帮助，这种标记物可在体内提供可溶性基质，从而提高外泌体的迁移和侵袭能力[10]。研究显示,胰腺癌中高表达CD44v6的外泌体与肺的早期转移相关[11]。与此同时，研究证实富含CD151-/tetraspanin 8的外泌体促进上皮间质转化(EMT)，促使非转移性PC细胞的表型分化[12]。综上所述，来源于肿瘤细胞或肿瘤微环境其他细胞成分的外泌体在不同分子的协助下，对胰腺癌的侵袭和转移起积极作用。

2.3 抑制免疫反应导致胰腺癌细胞的免疫逃逸 胰腺肿瘤微环境具有免疫抑制作用，这是由于抑制细胞因子和免疫调节细胞如髓源性抑制细胞(MDSCs)的募集，这种募集可通过TGF-β细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)来作用影响[13]。一方面，来源于胰腺癌细胞或免疫细胞的外泌体诱导免疫消除。另一方面，一些由免疫细胞捕获的胰腺癌衍生的外泌体绕过了免疫应答。

有实验表明，胰腺癌外泌体降低NK细胞的激活水平，是由于其表面受体NKG2D和CD69的下调，这种下调会被肿瘤外泌体抑制剂所抑制[14]。外泌体通过降低单核细胞中人类白细胞相关抗原D(HLA-DR)的表达来抑制免疫系统[15]。此外，miR-203和miR-212-3p亦通过降低树突细胞(DCs)中toll样受体4(TLR4)和调节因子X相关蛋白(RFXAP)的表达而参与胰腺癌衍生的外泌体引起的免疫耐受[16]。

3 外泌体在胰腺癌诊断中的作用

由于胰腺癌早期具有发病隐匿、进展快的特点，多数患者在初次检查时就已是转移性或局部晚期。目前，临床上应用最广泛的血清肿瘤标志物是CA19-9。然而，由于其敏感性和特异性均相对较低，并不适用于胰腺癌筛查，其主要用于监测进展和治疗反应。到目前为止，研究发现，外泌体可作为胰腺癌新的标志物发挥优势，是因为其含有原始细胞的特定分子，并且在各种生物液体中显示出稳定性和丰富性，这可能是导致其诊断的更高灵敏度和特异性的原因。外泌体的组成包括多数癌细胞相关的标志物，包括蛋白质、mRNAs、miRNAs和DNA。蛋白质和miRNAs是目前研究的热点。

研究证实，胰腺癌患者血清外泌体中miR-17-5p和miR-21的含量要高于正常对照，其中miR-17-5p的表达与胰腺癌转移和分期相关，提示miR-17-5p是不可切除胰腺癌的潜在生物标志物[17]。在miR-550和miR-10b研究中亦有类似的结果，研究显示，它们在胰腺癌患者血浆和胰腺癌细胞系的条件培养基中分离的外泌体中水平升高，这表明它们可作为PC诊断的早期生物标志物[18，19]。

除miRNAs外，外泌体蛋白在诊断中亦发挥重要作用。细胞表面蛋白—多糖磷脂酰肌醇聚糖-1(GPC1)在肿瘤细胞来源的外泌体中高表达。与对照组相比，胰腺癌患者(包括原位癌，Ⅰ～Ⅳ期)的GPC1阳性循环外泌体显著升高，表明其可能作为胰腺癌分期的生物标志物，并有助于胰腺癌与良性胰腺疾病和健康人的区分，而血清中CA19-9的水平不能区分胰腺癌和胰腺良性疾病[20]。此外，GPC1阳性循环外泌体水平反映了肿瘤负担和远处转移，其数量的减少与患者生存率的提高有关[21]。行肿瘤切除术后的胰腺癌患者体内GPC1阳性循环外泌体含量显著下降。此外，在胰腺癌小鼠肝转移模型血浆外泌体中的MIF蛋白的高表达，提示MIF可能作为早期诊断和预测肝转移的生物标志物[9]。细胞骨架相关蛋白4(CKAP4)定位于脂膜，随胰腺癌细胞的外泌体一起释放，分泌性蛋白DKK1和CKAP4在胰腺导管腺癌(PDAC)中同时表达与患者预后不良相关，CKAP4可能代表胰腺癌治疗的生物标志物和分子靶标[22]。

在外泌体作为生物标志物应用于临床之前，还存在部分有待克服的障碍，如分离时间过长，肿瘤细胞源外泌体与正常细胞源外泌体分离的特异性标志物缺乏，以及对大量临床样本缺乏敏感系统。其具体作用和机制仍需进一步研究。

4 外泌体在胰腺癌治疗中的作用

越来越多的研究证实，外泌体与肿瘤耐药密切相关。当与吉西他滨孵育时，PC细胞上调miR-155的表达并通过外泌体转移到其他PC细胞。miR-155通过抗凋亡途径和抑制关键的吉西他滨代谢酶(dCK)参与胰腺癌细胞间的耐药。而miR-155的过度表达会上调外泌体的合成和分泌，从而形成了一个调节吉西他滨抗性的阳性环[23]。在肿瘤微环境中，miR-21亦可通过外泌体的传递进入癌细胞，通过激活磷酸肌醇3激酶(PI3K)/Akt信号通路或结合凋亡肽酶激活因子1(APAF1)诱导化疗耐药[24]。另外,外泌体携带的某些蛋白亦可引起肿瘤的化疗耐药。外泌体通过提高超氧化物歧化酶2(SOD2)和CAT(活性氧解毒酶)的表达从而赋予PC细胞抗药性[25]。综上所述，PC细胞或其他细胞类型的外泌体通过调节RNA、蛋白质、相关基因和信号途径产生抗药性。

依据外泌体在肿瘤发展的行为和其本身的特性，可作为各种治疗和诊断应用的新型工具，如抗肿瘤治疗、病原体疫苗接种、免疫调节和再生疗法以及药物输送等 ，能成为胰腺癌的重要治疗靶点。外泌体携带多种生物物质，并能被受体细胞所接受，这表明它们可能是一种理想的药物传递工具。与合成的纳米药物传递系统不同，外泌体具有跨膜或膜锚定蛋白以增强内吞的作用，进而促进其携带的分子信息传递[26]。有研究证明，载入紫杉醇的间充质基质细胞分泌的外泌体显著抑制CFPAC-1胰腺细胞系的增殖[27]。除常用的化疗药物外，外泌体还可将RNA和蛋白质转运到受体细胞中。根据最新研究证实，KRASG12D的外泌体(PC中的一种常见突变)可传递siRNA抑制小鼠模型中的癌症，显著提高了总生存率[28]。类似地，携带survivin T34A突变体(survivin阻滞剂)的外泌体传递到MIAPaCa-2细胞系增加了PC细胞对吉西他滨的敏感性[29]。

如上所述，外泌体在PC化疗耐药中起关键作用。因此，阻断特定细胞类型或肿瘤细胞分泌外泌体的策略可能是PC的一种潜在治疗方法。暴露于吉西他滨的CAFs转移的PC细胞的抗药性会被外泌体释放抑制剂GW4869消除，显著降低PC细胞的存活率[5]。miR-155诱导的吉西他滨耐药性在siRAB27B转染PC细胞后通过减少外泌体数量而得到改善[23]。除抑制外泌体分泌外，抑制外泌体摄取是PC治疗的另一策略。REG3β是一种由正常胰腺组织释放并与外泌体表面结合的凝集素，它在体内外可以阻止肿瘤细胞对外泌体的摄取，并抑制癌细胞的迁移和代谢变化。上述研究表明，外泌体可能是PC治疗的潜在靶点。

综上所述，外泌体在细胞信息交换的传递中发挥关键作用，在调节PC进展、化疗耐药、诊断和治疗等方面具有多种作用。其作用机制有待进一步探讨。外泌体作为潜在的标志物有很多优势，它便于无创获取，存在于各种体液；分子小，可通过血脑屏障，双层膜结构保护其内部信息的完整；若作为药物载体亦可保护药物到达靶细胞前不被分解等。外泌体相关的生物标志物在诊断PC和判断患者预后方面有广阔的应用前景。