肺癌作為一種高度致死性的惡性腫瘤，占所有新增癌癥病例的13.2%，占所有癌癥相關(guān)死亡的25.9%，平均5年生存率18.1%。此外，大量臨床數(shù)據(jù)也表明，早期肺癌患者術(shù)后五年生存率要明顯高于晚期肺癌患者。外泌體是具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)、直徑為30～100nm的微小囊泡，是細(xì)胞經(jīng)過“內(nèi)吞-融合-外排”等一系列調(diào)控過程后由細(xì)胞主動(dòng)分泌的一種物質(zhì)。雖然幾乎機(jī)體內(nèi)的所有類型細(xì)胞都能夠分泌外泌體，如：網(wǎng)織紅細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、內(nèi)皮及上皮細(xì)胞等，但近些年來的研究顯示，體內(nèi)不同細(xì)胞分泌的外泌體，特別是肺癌細(xì)胞來源的外泌體，不僅可以調(diào)節(jié)自身細(xì)胞的增殖和遷移，還可以影響其他細(xì)胞的生理功能，進(jìn)而調(diào)控肺癌的發(fā)生發(fā)展。Munson等發(fā)現(xiàn)，外泌體所攜帶的生物活性物質(zhì)可能作為腫瘤診斷和預(yù)后的標(biāo)志物。因此，本文就近年來外泌體在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）的發(fā)生發(fā)展、早期診斷、治療及預(yù)后方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.外泌體概述

外泌體是在研究網(wǎng)織紅細(xì)胞的成熟過程中被Johnstone等人發(fā)現(xiàn)并命名的。外泌體是一種球形的納米級(jí)細(xì)胞外囊泡，直徑30～100nm，密度1.13～1.19g/ml。在生理和病理?xiàng)l件下，外泌體都可以被一些細(xì)胞以胞吐的方式所釋放，如：免疫細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞，并且其廣泛分布于各種體液中，如：尿液、唾液、血液、羊水、腦脊液及病理性腹水等，同時(shí)，由于其起源于相應(yīng)的母細(xì)胞，故腫瘤細(xì)胞來源的外泌體有望成為一種全新的非傾入性檢查替代以往的組織活檢技術(shù)。

外泌體的組成較為復(fù)雜，其內(nèi)含有多種生物大分子，如：核酸（雙鏈DNA和各種RNA亞型）、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。這些分子被外泌體攜帶進(jìn)入血液循環(huán)，而后被靶細(xì)胞吸收，從而調(diào)節(jié)靶細(xì)胞基因表達(dá)和細(xì)胞功能。此外，外泌體相關(guān)的miRNA作為短單鏈和非編碼RNA分子，調(diào)節(jié)致癌基因或抑癌基因的表達(dá)，參與細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡及細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)。有研究表明，外泌體能影響腫瘤微環(huán)境的形成、增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力、介導(dǎo)腫瘤免疫抑制及參與腫瘤放化療抵抗進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.外泌體在肺癌進(jìn)程中的作用

肺癌細(xì)胞來源外泌體（LCC-exosome）可以通過刺激腫瘤血管的形成來促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)報(bào)道稱，LCC-exosome中的miR-210可以通過調(diào)節(jié)基質(zhì)細(xì)胞中酪氨酸受體激酶A3的含量，促進(jìn)腫瘤血管的生成；而LCC-exosome中的miR-23a則可以通過激活脯氨酰羥化酶及抑制緊密結(jié)合蛋白ZO-1來促進(jìn)肺癌的生血管作用。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，外泌體中的內(nèi)容物可以觸發(fā)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）。晚期肺癌患者血清中外泌體波形蛋白表達(dá)增加，促使人正常支氣管上皮細(xì)胞出現(xiàn)EMT，從而使肺支氣管正常上皮細(xì)胞出現(xiàn)增殖，遷移能力。在腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞來源的外泌體能夠誘導(dǎo)CD4+T分化為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)；肺癌細(xì)胞分泌的外泌體含有miR-21和miR-29a，可在免疫細(xì)胞中結(jié)合并激活TLR8，使TLR介導(dǎo)的NF-κB信號(hào)通路活化，從而導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在肺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中，細(xì)胞間通訊扮演著重要的角色。據(jù)有關(guān)報(bào)道稱，NSCLC分泌的外泌體內(nèi)TGFβ和IL10的高表達(dá)與肺癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。此外，激活的T細(xì)胞可以通過調(diào)控Fas信號(hào)通路增加基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)肺癌的轉(zhuǎn)移。這些機(jī)制有望成為肺癌治療的潛在靶點(diǎn)。雖然大多數(shù)外泌體都是促進(jìn)腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移，但也有報(bào)道稱，外泌體miR-302b可以通過抑制TGFβRⅡ來抑制肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與增殖。

3.外泌體在肺癌早期診斷中的作用

3.1外泌體相關(guān)miRNA與肺癌的診斷

miRNAs是一類含有20～25個(gè)核苷酸的非編碼小RNA，能夠通過下調(diào)或抑制靶mRNAs來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)，目前非編碼RNA被普遍發(fā)現(xiàn)存在于NSCLC患者外泌體中，參與腫瘤的形成和演化過程。單個(gè)miRNA可能通過抑制性復(fù)合物與多個(gè)mRNA結(jié)合，從而阻滯整個(gè)生物通路。因此，外泌體的miRNA具有成為NSCLC標(biāo)志物的優(yōu)勢(shì)。Chen等在152例肺癌患者的研究中首次報(bào)道了循環(huán)游離miRNA的表達(dá)，與75例健康者相比，發(fā)現(xiàn)了兩種高表達(dá)的miRNA（miR-25和miR-223）。Rabinonowits等對(duì)27例肺癌患者和9例健康人的血漿外泌體中12個(gè)miRNA的表達(dá)進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果顯示，12個(gè)腫瘤相關(guān)的miRNA僅在肺癌患者中過度表達(dá)。Cazzoli等收集了30個(gè)血漿樣本，發(fā)現(xiàn)4種外泌體miRNA（miR-378a、-379a、-139-5p、-200b-5p）在肺癌患者血清中明顯升高，用于篩查患者與健康人ROC曲線下面積（AUC）為0.908。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，另外6種外泌體（miR-151a-5p、-30a-3p、-200b-5p、-629、-100、-154-3p）可用于肺癌的診斷，其AUC為0.76。這些miRNAs具有NSCLC早期診斷的高度敏感性，有望成為NSCLC早期診斷篩查的生物標(biāo)志物。

在臨床應(yīng)用方面，目前Exosome Diagnostics公司研發(fā)的基于血漿外泌體的ALK試劑盒已于2016年初被美國FDA批準(zhǔn)用于臨床。這是世界上第一個(gè)以血液樣本分析外泌體RNA的臨床液體活檢。這項(xiàng)方法可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測(cè)NSCLC患者的EML4-ALK突變，通過比較NSCLC患者組織ALK水平和相應(yīng)的血漿樣本發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)檢測(cè)可以達(dá)到88%的診斷靈敏度和100%的診斷特異性。而此前，對(duì)于EML4-ALK的檢測(cè)是基于組織活檢的FISH或IHC，而且，F(xiàn)ISH缺乏靈敏性，誤診率也較高。

3.2外泌體相關(guān)蛋白質(zhì)與肺癌的診斷

近年來眾多文獻(xiàn)報(bào)道，肺癌細(xì)胞分泌的外泌體中富含多種蛋白質(zhì)并促進(jìn)肺癌的發(fā)生發(fā)展，是早期診斷肺癌的有效途徑。有研究發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者肺組織外泌體表面EGFR免疫染色呈陽性的占80%，而慢性肺炎組織的外泌體EGFR呈陽性的只占2%，因而認(rèn)為外泌體的EGFR蛋白可以用作NSCLC與慢性肺炎鑒別診斷的生物標(biāo)志物。Park等通過Sys-BodyFlu-id數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)153種特異性胸腔積液外泌體蛋白質(zhì)，進(jìn)一步的Western blotting分析顯示多種特異性胸腔積液外泌體蛋白參與EGFR信號(hào)傳導(dǎo)途徑以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，因此外泌體蛋白可能作為肺癌診斷篩查的生物學(xué)標(biāo)記物。

近年來，高通量質(zhì)譜分析被廣泛地應(yīng)用于篩選NSCLC外泌體蛋白的研究，這為我們揭示了更多具有生物標(biāo)志物價(jià)值的分子。Birgitte等采用微陣列芯片技術(shù)研究了431例肺癌患者和150例對(duì)照者血漿外泌體中的蛋白表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)CD151、CD171和TSPAN8這三種蛋白表達(dá)不僅能區(qū)分腫瘤與正常組織，同時(shí)也能區(qū)分各種肺癌的組織亞型。此外，聯(lián)合應(yīng)用這三種蛋白診斷NSCLC的AUC達(dá)到0.74。Clark等采用納升液聯(lián)用技術(shù)（nano-ESI-LC-MS/MS）分析了來自正常支氣管上皮細(xì)胞系和兩個(gè)攜帶NSCLC細(xì)胞系的外泌體的蛋白表達(dá)譜，從中篩選出如細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子、溶酶體膜糖蛋白2等多種存在顯著性差異表達(dá)的蛋白，同時(shí)檢測(cè)分析這些蛋白有助于提高NSCLC診斷的敏感性和特異性。

4.外泌體在肺癌治療中的作用

目前外科手術(shù)仍是肺癌治療的最有效方法，但術(shù)后復(fù)發(fā)率很高，而傳統(tǒng)放化療對(duì)肺癌的治療效果又極其有限。因此，肺癌治療的新模式受到廣大研究者的關(guān)注，已有大量研究證明外泌體在肺癌治療中有廣闊的應(yīng)用前景。

外泌體作為細(xì)胞間通訊的一種形式，在肺癌的進(jìn)程中具有重要作用，因此，控制外泌體的分泌可能成為治療肺癌的潛在靶點(diǎn)。據(jù)相關(guān)報(bào)道稱，EPI64可以通過激活特異的GAP和Rab27A來控制A549肺癌細(xì)胞的外泌體分泌，提示EPI64可以作為治療的潛在靶點(diǎn)。此外，CD9、CD63、HSP90和HSP70在外泌體中富集，從而上調(diào)主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ類分子表達(dá)水平，顯著促進(jìn)CD4+T細(xì)胞的增殖，通過免疫途徑抑制腫瘤。理論上，所有促進(jìn)肺癌細(xì)胞分泌外泌體的機(jī)制都可以被用來作為肺癌治療的潛在靶點(diǎn)，但目前關(guān)于其可行性的研究還比較少。有研究表明，腫瘤來源的外泌體對(duì)腫瘤免疫的調(diào)控具有一定的影響作用，包括免疫抑制和免疫激活兩個(gè)方面。Romagnoli等研究發(fā)現(xiàn)，肺癌細(xì)胞可以刺激樹突狀細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞產(chǎn)生攜帶特異性癌抗原的外泌體，這些外泌體可以遷移到區(qū)域淋巴結(jié)，進(jìn)而激活CD4+T與CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)，進(jìn)而抑制腫瘤生長(zhǎng)。Besse等研究發(fā)現(xiàn)，在晚期NSCLC患者中，裝載有IFN-γ，MHC I和MHCⅡ限制性癌抗原的樹突狀細(xì)胞外泌體增強(qiáng)了NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能，研究證實(shí)外泌體參與相關(guān)腫瘤生理病理過程，在NSCLC免疫治療中有著重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，為NSCLC的治療打開了新的視野。

此外，外泌體作為藥物遞送載體較以往的合成系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)勢(shì)，比如：人工遞送載體具有更低的免疫原性，其含有的磷脂雙分子層可與靶細(xì)胞細(xì)胞膜融合，從而避免單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的吞噬作用。Srivastava等開發(fā)了一種基于外泌體-金奈米粒子（Exo-GNP）的藥物遞送系統(tǒng)—“nanosomes”用于肺癌的治療，研究表明該系統(tǒng)與單用多柔比星治療相比，前者的多柔比星釋放量增加、攝取率提高、化療毒性降低且化療效果增強(qiáng)。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，使用外泌體運(yùn)載紫杉醇（PTX）可顯著提高癌細(xì)胞對(duì)PTX的吸收，將PTX加載至外泌體中顯著增加了藥物細(xì)胞毒性，Exo-PTX能顯著抑制肺癌的發(fā)展。Aqil等在進(jìn)行裸鼠實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，加載至外泌體中的雷公藤紅素（Exo-CEL）比普通的CEL有更強(qiáng)的抗腫瘤功效，且在小鼠中未發(fā)現(xiàn)明顯全身性或系統(tǒng)性毒性，由此可以證明，外泌體制劑可以有效增強(qiáng)CEL功效并降低與劑量有關(guān)的毒性。到目前為止，外泌體在肺癌治療方面的研究主要集中于免疫抑制，有效的外泌體藥物遞送平臺(tái)的搭建以及外泌體相關(guān)的潛在治療靶點(diǎn)的探索。已有的研究表明外泌體在肺癌治療領(lǐng)域有著廣闊的前景，期待外泌體在肺癌治療領(lǐng)域早日得到突破，造福更多的患者。

5.外泌體與肺癌預(yù)后

外泌體mirRNA和蛋白質(zhì)被認(rèn)為是NSCLC的預(yù)后因子。Dejima等在研究NSCLC患者預(yù)后的生物標(biāo)志物時(shí)發(fā)現(xiàn)，外泌體miR-4257和miR-21的含量顯著上升。此外，還有研究表明，低水平miR-146a-5p的NSCLC患者較高水平miR-146a-5p的NSCLC患者有更高的復(fù)發(fā)率。Sandfeld-Paulsen等在研究276例NSCLC患者血漿的外泌體時(shí)發(fā)現(xiàn)，NY-ESO-1是唯一對(duì)低生存率有顯著影響的標(biāo)志物。Silva等利用TaqMan低密度芯片的方法系統(tǒng)分析了28位NSCLC患者體內(nèi)的365種miRNA，其中l(wèi)et-7f、miR-30e-3p和miR-20b表達(dá)均下調(diào)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，let-7f和miR-30e-3p水平可以區(qū)分早期和晚期NSCLC患者，高水平let-7f和miR-30e-3p與不良預(yù)后密切相關(guān)。

在當(dāng)代精準(zhǔn)醫(yī)療的大趨勢(shì)下，外泌體的發(fā)現(xiàn)和研究為肺癌的早期診斷和治療提供了嶄新的方向。外泌體在液體活檢中的巨大潛力可以為肺癌患者的早期發(fā)現(xiàn)和早期診療提供可靠依據(jù)。根據(jù)腫瘤來源的外泌體在肺癌的發(fā)生發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移過程中的作用及相關(guān)機(jī)制的研究，臨床醫(yī)療人員可以針對(duì)不同的患者制定最合適的治療方案，以達(dá)到改善肺癌患者生存率，延長(zhǎng)肺癌患者生存時(shí)間的目的。但是，針對(duì)外泌體的研究還存在諸多的問題有待廣大研究者解決，如：外泌體的純化及標(biāo)記方法、如何尋找外泌體的靶基因、外泌體的作用機(jī)制及信號(hào)通路等。總而言之，外泌體的研究有著廣闊的前景，基于外泌體與肺癌的研究，有望研發(fā)出能夠應(yīng)用于肺癌臨床診斷和治療的有效措施，造福更多的患者。(生物谷世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會(huì)議  2019（第四屆）外泌體與疾病研討會(huì)

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