肿瘤细胞通过释放含有特定“ 货物” 的外泌体, 不但可以促进肿瘤细胞的增殖生长, 甚至可将正常细胞癌变^[7]。

外泌体在肿瘤免疫方面是把双刃剑, 一方面肿瘤外泌体因含有肿瘤细胞抗原, 会刺激免疫细胞产生应答, 杀死肿瘤细胞; 另一方面, 肿瘤外泌体影响免疫细胞的分化和激活, 诱导T细胞凋亡, 可帮助肿瘤细胞免疫逃避^{[5, 8, 9]}。

肿瘤外泌体可直接或间接影响肿瘤微环境中的血管生成因子, 帮助内皮细胞生长, 促进血管生成^{[10, 11]}。

目前关于肿瘤外泌体在肿瘤侵袭转移中的作用研究较为集中, 主要涉及的机制为外泌体内含物影响受体细胞EMT(epithelial-mesenchymal transition)相关信号通路, 促使肿瘤细胞发生间质化, 形变移动能力增强; 与此同时, 肿瘤外泌体可作为肿瘤“ 先驱部队” , 借助外泌体特异性膜蛋白到达受体器官, 营造转移“ 龛” , 等待肿瘤细胞, 形成转移灶^{[1, 12, 13]}。

肿瘤外泌体可直接携带药物“ 外逃” , 提高肿瘤细胞药物代谢, 另一方面外泌体可携带耐药细胞株相关遗传物质将其传递到受体细胞产生耐药表型^[14]。

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤, 占男性癌症死亡第2位^[15]。我国前列腺癌的发病率虽然明显低于欧美国家, 但随着我国经济发展伴随着人民生活水平的提高, 发病率逐年提高^[16]。目前, 前例腺特异抗原(prostate specific antigen, PSA)水平检测以及前列腺活检穿刺是前列腺癌临床诊断金标准^[15], 但PSA检测的误判性以及患者前列腺活检穿刺的痛苦, 临床迫切需要能够特异的、灵敏的、非侵入式的精准生物标志物用于前列腺癌患者临床诊断。

Huang等^[17]收集去势抵抗性前列腺癌患者血清并提取外泌体RNA, 利用RNA-seq技术、COX回归模型以及Kaplan-Meier生存分析发现, miR-1290 和miR-375与去势抵抗性前列腺癌患者生存期具有非常显著的相关性。这也是在Brase等^[18]研究报道miR-375与前列腺癌患者分级分期以及转移相关之后的进一步验证。miR-1290 和miR-375有望成为去势抵抗性前列腺癌患者临床预后生物标志物。Li等^[19]分别抽取前列腺癌、前列腺增生患者以及健康对照组血清外泌体, 利用受试者工作特性曲线(receiver operator characteristic curve, ROC)分析发现miR-141表达水平用于诊断前列腺癌转移的灵敏度和特异性分别高达80%和87%, 这与Brase等^[18]发现miR-141表达和前列腺癌分级分期以及转移成正相关的报道相吻合。前列腺癌患者血清、尿液以及细胞系外泌体蛋白TM256 、LAMTOR1、 PDCD6IP、 FASN、 XPO1 、ENO1、flotillin 2 、PARK7等陆续被报道与前列腺癌诊断、分级分期、发展以及生存率有着紧密的相关性^{[20, 21]}。为了更好推广外泌体生物标志物临床检测的应用, Wang等^[22]对比了价格昂贵的质谱法、价格低廉应用广泛的酶联免疫吸附法, 以及免疫印迹法检测前列腺癌患者血清外泌体蛋白质的敏感度和准确性, 酶联免疫吸附法和免疫印迹法虽不及质谱法灵敏, 但与蛋白标志物联合使用, 或者两种实验方法的联合使用, 前列腺癌检测准确度可高达95%, 该研究结果进一步推动了外泌体生物标志物的临床应用。

前列腺癌患者去势抵抗是前列腺癌致死的主要原因, 紫杉醇是去势抵抗性前列腺癌患者常用治疗药物, 患者对药物的敏感性决定了患者的生存期, 临床上并没有药物敏感性检测生物标志物。雄激素受体剪接变异体7(AR-V7)与前列腺癌转移以及患者内分泌治疗的疗效密切相关, Del Re等^[23]收集去势抵抗性前列腺癌患者在接受二线激素治疗之前的血清, 利用微滴度PCR检测血清外泌体AR-V7 RNA。中位无进展生存期生存分析以及总生存期分析结果均证明血清外泌体AR-V7可作为生物标志物预测前列腺癌患者对药物的敏感性以及激素治疗的疗效。学者们还分别发现miR-34a、 MDR-1、MDR-3、Endophilin-A2和PABP4等外泌体RNA和蛋白质可预测前列腺癌患者对药物的敏感性或者激素治疗的疗效^{[20, 24]}, 这些生物标志物的确定将显著提高临床治疗效果和减少患者经济负担。

膀胱癌在我国泌尿生殖系肿瘤中发病率居于榜首, 好发于膀胱内壁黏膜^{[16, 25]}。膀胱是人体储尿器官, 在膀胱肿瘤发生发展的进程中肿瘤细胞会源源不断排出外泌体进入尿液, 所以尿液外泌体在膀胱癌临床诊断上具有得天独厚的优越性。

Chen等^[25]收集膀胱癌患者和对照组晨尿并提取尿液外泌体, 采用液相-二级质谱联用法(LC-MS/MS)检测出107种有望成为膀胱癌诊断的生物标志物, 利用液相-质谱多反应监测分析技术(LC-MRM/MS)进一步证实24种蛋白可显著区分膀胱癌和疝气患者, 其中TACSTD2不仅可用商品化ELISA试剂盒准确检测, 并且可显著区分膀胱癌和对照组。Armstrong等^[26]采用NanoString和微滴度PCR技术联用, 对膀胱癌患者癌组织、血清、尿液以及白细胞中提取的外泌体miRNA进行对比分析, 尿液外泌体内含物表现出更好的膀胱癌诊断相关性(P< 0.05)。GALNT1和LASS2被报道只表达于膀胱癌患者外泌体中, 而ARGHGEF39和FOXO3表达在健康人外泌体中, HOTAIR高表达于高分期分级膀胱癌患者尿液外泌体中^[27], Periostin可作为患者生存期预测生物标志物^[28]。以上研究报道还处于初级阶段, 未进行膀胱癌临床诊断准确度和灵敏度检验, 有待进一步临床大数据验证。

肾癌是人类第八大致死恶性肿瘤, 全球每年有10.2万人死于肾癌, 同时新增 20.9万肾癌患者^[29]。据我国肿瘤防治研究办公室和国家卫生与计划生育委员会卫生统计信息中心统计, 我国试点市、县肿瘤发病及死亡资料显示, 我国肾癌发病率也呈逐年上升趋势^[16]。外科手术依然是治疗肾癌的主要方法, 然而约1/3的患者在初次就诊时已出现远处转移, 20%~30%的患者术后会出现复发。目前临床上并无生物标志物用于肾癌诊断、良性和恶性区分、远处转移诊断、药物敏感性预判以及患者复发率预测等。Raimondo等^[30]采用LC-MS/MS对比分析了肾癌患者和正常对照组尿液外泌体蛋白质组成, 发现肾癌患者尿液外泌体的蛋白质成分和正常对照组明显不同, 其中MMP9、PODXL、DKK4和CAIX显著高表达在肾癌患者尿液外泌体中, 并且与肾癌进展密切相关, 而正常对照组则高表达AQP1、CD10、EMMPRIN和Syntenin-1等蛋白, 以上区别表达于肾癌患者尿液外泌体蛋白并不会因为肾癌患者个体差异而丢失, 可为肾癌诊断和治疗提供有价值的临床信息^{[30, 31]}。目前关于肾癌外泌体生物标志物的研究还较少见, 急需开展相关工作, 这些有望成为肾癌诊疗的生物标志物, 与肾癌患者诊断、肾癌的分级分期、预后以及药物使用敏感性等的相关性还需临床大数据进一步逐一验证。