外泌体在肾细胞癌临床诊断和预后评估中的价值

2022.10.06

李琪刘璐李建蓉程亚楠朱国贞

【摘要】肾细胞癌（RCC）是常见的泌尿生殖系统恶性肿瘤，死亡率高达40%，其中约80%为透明细胞癌（CCRCC）侵入性活检为其唯一确诊手段，确诊时往往已达晚期。外泌体（exosome）介导细胞间的物质交流和信号交换，肿瘤细胞分泌外泌体增多，含有肿瘤分子特征的核酸浓度高，易通过无创方式获取，可成为肾癌液体活检的标志物以利于早期诊断。本文就外泌体在肾癌进展中的生理作用，部分蛋白质、分泌型miRNA在早期诊断和预后评估中的价值，以及外泌体的治疗用途作以综述。

【关键词】肾细胞癌;外泌体;miRNA

【中图分类号】R737.1 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095.6681.2020.27..02

肾细胞癌的发病率逐年上升，RCC起病初期缺乏特异性症状，超过30%的患者确诊时已出现扩散转移[1]，治疗效果差，治愈率低，转移性RCC对放疗和化疗不敏感。来源于肿瘤细胞的外泌体，其生物学表现可作为肿瘤细胞存在的证据，便于肿瘤的早期诊疗及预后评估。

1 外泌体生物特性

外泌体是由细胞分泌的直径50～100 nm的盘状囊泡，普遍存在于体液中。肿瘤微环境中的外泌体与促进血管生成、侵袭、转移和逃避免疫监视等过程密切相关。外泌体可由不同类型细胞分泌，内容物包括蛋白质、脂质和核酸等，介导不同类型细胞之间的通讯，影响机体生理病理状态。

2 RCC衍生外泌体的生理作用

2.1 促进血管生成

VEGF、FGF、Ang1、EphrinA3、MMP2和MMP刺激内皮细胞生长、侵袭和抗凋亡，有利于肿瘤的进展和血管生成。肾癌干细胞外泌体作用于间充质干细胞能够通过提高MMP1、MMP2、MMP3、COL4A3、CXCR4和CXCR7的表达水平来促进肿瘤的血管化和增殖 [2]。碳酸酐酶9（CA9）是由低氧诱导因子1（HIF1）诱导的低氧反应，在RCC中过表达，缺氧RCC释放的CA9外泌体可能促进肿瘤微环境中的血管生成 [3]。

2.2 介导免疫逃逸

肾癌细胞外泌体中表达FasL，能抑制T细胞增殖，减少T细胞IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ的分泌，诱导T细胞凋亡。CCRCC衍生出富含TGF-β的外泌体，通过激活TGF-β/SMAD途径，损害TINK细胞的功能，逃避天然免疫监视，从而导致NK细胞功能障碍。

2.3 促进远处转移

肾癌干细胞外泌体促进EMT（上皮间充质转换）的迁移和侵袭能力，加速了CCRCC细胞在体内的增殖和肺转移[4]，释放出的外泌体通过肺内皮细胞上调MMP2、MMP9和VEGF受体而促进肺转移的形成，miR-19a、miR-19b、miR-650和miR-151与肿瘤的侵袭和转移有关 [2]。

3 肾癌诊断和预后标志物

3.1 蛋白质组

CD105的表达与肾癌预后不良有关;CXCR4的高表达被认为是一种新的CSC标记，与更具侵袭性和转移性的RCC相关[2];PTRF/CAVIN1（转录释放因子）的表达受SHC1（聚合酶）调控，SHC1在高级别CCRCC中显著过表达，异常增加的PTRF可在尿液外泌体中检测到，这表明PTRF将是诊断CCRCC的潜在标志物[5];MMP9、PODXL 、DKK4和CAIX在肾癌患者尿液外泌体中显著高表达，并且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[6]。

3.2 miRNA

miRNA在血液、尿液等体液中稳定存在且浓度较高。miR-183在RCC患者的血清中呈高水平，与NKs在体外的细胞毒性呈负相关，可用于检测患者免疫治疗的预后状况，与预后不良呈正相关;miR-19a在肾癌组织中过度表达，在转移性肾癌中被上调，被认为是肾癌可能的预后标志物;miR-1233在健康人和患者血清中有显著的差异表达，被验证为诊断标志物[2];肾癌患者血清外泌体中miR-181a-3p升高，在早期極为显著，可成为肾癌早期辅助诊断的标志物[7];外泌体中miR-126-3p和 miR-486-5p联合诊断能区分良性病变和CCRCC[8];原发性肾癌细胞系中miR-224的细胞内水平显著上调，miR-224在外泌体中影响患者预后，可能介导细胞间的相互作用和癌症的侵袭、转移，是CCRCC患者潜在的预后生物标志物[9]。

4 外泌体在肾癌治疗上的潜力巨大，可延缓肾癌进展

4.1 免疫治疗

Zhang等研究表明来源于IL-12锚定的肾癌细胞高表达RCC相关抗原G250，能高效地诱导机体特异性免疫应答和CTL，此团队制备了EXO/IL-12疫苗。抗原致敏树突状细胞产生的外泌体可以激活肿瘤特异性CTL，产生强大的杀瘤活性，进而发挥抗肾癌效应[10]。

4.2 载体工具

外泌体的大小在纳米级，改变外泌体内的物质可以使其作为传递药物、抗原、基因的工具，其显著优势在于较长的半衰期、靶向能力、生物相容性、毒性小[11]。

4.3 核酸的治疗

工程化的抗miRNA寡核苷酸可以直接针对特定的miRNAs，通过序列互补与单个miRNAs特异性结合，阻断其特定的功能，改变转录后基因表达。

5 展望

当前，对外泌体的研究仍集中在基础和科研阶段，外泌体用于临床治疗仍需克服不少挑战，例如：选择合适的供体细胞生产外泌体，采用简便、快速、低成本的方法对外泌体进行分离、纯化、量化等。外泌体的临床价值及其分子标志物的诊断效果，需要采集更多样本，进行多中心的研究，制定标准化的检测程序和治疗剂量等来保证其安全性。

参考文献

[1] Znaor A，Lortet-Tieulent J，Laversanne M，et al.International variations and trends in renal cell carcinoma incidence and mortality[J].European urology，2015，67（3）：519-30.

[2] Grange C，Brossa A，Bussolati B，et al.Extracellular Vesicles and Carried miRNAs in the Progression of Renal Cell Carcinoma[J].International journal of molecular sciences，2019，20（8）.

[3] Horie K，Kawakami K，Fujita Y. Exosomes expressing carbonic anhydrase 9 promote angiogenesis[J].Biochemical and biophysical research communications，2017，492（3）：356-361.

[4] Wang L，Yang G，Zhao DF，et al.CD103-positive CSC exosome promotes EMT of clear cell renal cell carcinoma：role of remote MiR-19b-3p[J].Molecular cancer，2019，18（1）：86.

[5] Zhao Y，Wang Y，Zhao E，et al.PTRF/CAVIN1，regulated by SHC1 through the EGFR pathway， is found in urine exosomes as a potential biomarker of ccRCC[J].Carcinogenesis，2019.

[6] 賀大林，徐珊，郭鹏.外泌体在泌尿系肿瘤精准诊断中的应用[J].北京大学学报（医学版），2017，49（04）：561-564.

[7] 王成，田亚萍，丁梦，等.肾细胞癌患者血清外泌体miR-181a-3p表达水平的临床价值[J].中华临床实验室管理电子杂志，2018，6（02）：84-88.

[8] Butz H，Nofech-Mozes R，Ding Q.Exosomal MicroRNAs Are Diagnostic Biomarkers and Can Mediate Cell–Cell Communication in Renal Cell Carcinoma[J].European Urology Focus，2016，2（2）：210-218.

[9] Fujii N，Hirata H，Ueno K，et al.Extracellular miR-224 as a prognostic marker for clear cell renal cell carcinoma[J].Oncotarget，2017，15;8（66）：109877-109888

[10] 陈莺，张玉波，姜大朋.外泌体与泌尿系统疾病相关研究进展[J].检验医学与临床，2017，14（14）：2152-2155.

[11] Jella KK，Nasti TH，Li Z，et al.Exosomes，Their Biogenesis and Role in Inter-Cellular Communication， Tumor Microenvironment and Cancer Immunotherapy[J].Vaccines，2018，6（4）.