腫瘤來源外泌體脂質(zhì)作為腫瘤診斷標(biāo)記物的研究進(jìn)展

柴澤華，金俊飛

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽胰外科實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林)

0 引言

細(xì)胞的穩(wěn)定基于內(nèi)環(huán)境，而腫瘤的形成打破了這一穩(wěn)態(tài)。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的各種生物大分子，例如LncRNA、miRNA和蛋白質(zhì)等信號(hào)分子，在腫瘤發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移中具有重要作用。外泌體是一類直徑在30-150nm[1]的包含復(fù)雜RNA、DNA和蛋白質(zhì)在內(nèi)的多種內(nèi)含物的小囊泡，是細(xì)胞間信息傳遞的重要載體[2]。膜中的脂質(zhì)，作為外泌體的重要組成部分，如鞘磷脂、磷脂酰膽堿等[3]，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中也隨之改變。外泌體中具有差異性的脂質(zhì)成分，可作為癌癥診斷的生物標(biāo)記物，已被近年來的很多研究所證明。本綜述將簡要概述相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展，討論外泌體差異性脂質(zhì)成分成為診斷癌癥的有效生物標(biāo)記物的可行性。

1 外泌體的特征簡介

外泌體于1983年首次在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)。1987年，Johnstone將其命名為“exosome”[4]。外泌體密度在1.13-1.19g/ml之間[5]。多種細(xì)胞在正常及病理狀態(tài)下可分泌外泌體，幾乎所有培養(yǎng)的細(xì)胞類型也可分泌外泌體，且外泌體天然存在于體液中，包括血液、唾液、尿液、腦脊液、乳汁、關(guān)節(jié)滑液、精液[6]和腫瘤患者的腹水中等。各種體細(xì)胞通過內(nèi)吞作用產(chǎn)生內(nèi)吞囊泡，內(nèi)吞囊泡融合形成早期核內(nèi)體（early endosome），隨著核酸或蛋白等一些物質(zhì)的加入，晚期核內(nèi)體會(huì)產(chǎn)生很多內(nèi)腔囊泡（intraluminal vesicles，ILVs），ILV逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄遗蒹w（multivesicular body，MVB）；隨后MVB釋放到細(xì)胞外，形成外泌體[7]。由于外泌體擁有更為穩(wěn)定的脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)，有利于保存與檢測(cè)。

2 外泌體的組成及功能

外泌體由表面蛋白、脂質(zhì)雙分子層及內(nèi)容物中的miRNA、lncRNA、circRNA、DNA、蛋白質(zhì)等眾多代謝產(chǎn)物組成[8,9]，外泌體最初被認(rèn)為是細(xì)胞所排泄的廢物，但隨著研究的深入，目前認(rèn)為外泌體不僅是細(xì)胞間通信的重要橋梁，更在藥物傳輸、腫瘤免疫、生物標(biāo)志物等方面發(fā)揮巨大作用。miRNA在機(jī)體內(nèi)具有調(diào)節(jié)作用，具有一定的診斷價(jià)值，而被外泌體包裹的miRNA，具有更好的穩(wěn)定性，外泌體的miRNA含量變化，可間接反映生理病理的改變。外泌體擁有脂質(zhì)雙分子層，表面可識(shí)辨蛋白，外泌體自身納米級(jí)大小，這些都有利于藥物的攜帶與定向運(yùn)輸[10]。此外，有研究表明，腫瘤分泌的外泌體可以通過減弱腫瘤免疫反應(yīng)來誘導(dǎo)腫瘤生長[11]，這為腫瘤的治療提供了新思路。近年來，腫瘤來源的外泌體作為生物標(biāo)志物的研究日益深入，外泌體脂質(zhì)成分的差異作為腫瘤診斷指標(biāo)的可行性研究引起了廣泛的關(guān)注。相信，隨著研究的進(jìn)一步深入，將揭開外泌體更多神秘的面紗，展現(xiàn)外泌體更加強(qiáng)大的功能及更有價(jià)值的臨床應(yīng)用潛能。

3 外泌體脂質(zhì)與腫瘤

腫瘤作為嚴(yán)重危害人類身心健康的疾病，即使早期體檢發(fā)現(xiàn)并行外科治療，也無法減輕其在人們內(nèi)心中的恐懼。而且很多腫瘤患者發(fā)現(xiàn)較晚、錯(cuò)失最佳的治療時(shí)機(jī)，承受巨大的身心壓力。尋找早期檢測(cè)手段，能夠高效、準(zhǔn)確地診斷腫瘤，便于及時(shí)治療。在液體活檢中，主要分析的是循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）、游離DNA（cfDNA）、和外泌體[12]。外泌體的脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)使得外泌體在體內(nèi)外均具有一定的穩(wěn)定性，使其成為早期檢測(cè)腫瘤的明星候選者。研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌中，外泌體脂質(zhì)LysoPC（溶血磷脂酰膽堿）（22:0）、PC（磷脂酰膽堿）（P-14:0/22:2）和PE（磷脂酰乙醇胺）（16:0/18:1）與CA19-9、腫瘤分期和腫瘤直徑大小相關(guān)。此外，PE（16:0/18:1）與患者總體生存率也存在顯著相關(guān)性[13]。在卵巢癌中，存在顯著差異的脂質(zhì)是PG（磷脂酰甘油）（34:1）-H[14]。研究證明在前列腺癌中，用單一的外泌體差異性脂質(zhì)作為診斷的能力是有限的，但有趣的是，特定的脂質(zhì)組合可以更好地區(qū)分惡性和良性腫瘤。有研究報(bào)告，LacCer（乳糖神經(jīng)酰胺）（d18:1/16:0）聯(lián)合PS（磷脂酰絲氨酸）（18:0-18:2）和PS（18:1/18:1）的特異性為100%，敏感性為93%。另一項(xiàng)研究顯示，前列腺癌細(xì)胞外泌體的分泌量增多，同時(shí)HexCer（己糖神經(jīng)酰胺）和LacCer等糖磷脂在外泌體中大量富集[15]。在結(jié)腸癌中，外泌體膜的脂質(zhì)成分具有高水平的多不飽和脂肪酸，所占比例最大的是ω-6脂肪酸（omega-6 fatty acid），其中亞油酸和花生四烯酸也具有較高含量[16]。這些研究提示，外泌體中的差異性脂質(zhì)成分可能成為腫瘤的生物標(biāo)記物，但還需要結(jié)合臨床數(shù)據(jù)，通過大樣本多中心進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。當(dāng)下外泌體的提取方式及脂質(zhì)的驗(yàn)證也需要更為高效的方法。現(xiàn)有的外泌體提取金標(biāo)準(zhǔn)超速離心法，需要大量的樣本、超長的時(shí)間、瑣碎的步驟，不容一步出錯(cuò)，而采用其它方法提取外泌體雖然量大、簡易，但純度較低，可能存在較大差異、重復(fù)性差等問題。另外，脂質(zhì)的驗(yàn)證需要利用質(zhì)譜，對(duì)設(shè)備的要求高，質(zhì)控要求也十分嚴(yán)苛，不便于推廣。這些困難在短時(shí)間內(nèi)都限制了外泌體的研究，尤其是臨床應(yīng)用的發(fā)掘。

4 結(jié)論與展望

外泌體差異性脂質(zhì)用作腫瘤生物診斷，其優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)并存，隨著近年來外泌體研究的不斷深入和質(zhì)譜的普及與檢測(cè)技術(shù)的不斷提高，劣勢(shì)終將轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)，脂質(zhì)代謝組學(xué)終將引入臨床。未來，外泌體差異性脂質(zhì)的測(cè)定結(jié)果可作為臨床一線醫(yī)生的參考，并將為廣大人群早期篩查腫瘤提供便利，使相應(yīng)患者得到及時(shí)治療。