越来越多的研究证实外泌体在癌症生物学的许多方面起着核心作用。研究人员开始揭开这些难以捉摸的小囊泡里的秘密，为解决癌症的治疗打开了一系列令人振奋的新大门——从无创诊断到新疗法的出现。
外泌体被认为是由多泡体（MVB）产生并从细胞释放到细胞外的特定类型的小囊泡。这些微小的膜包被体大小约为50至150纳米，包含各种货物——如小分子、蛋白质或核酸。
然而，由于没有特定标记物可以将它们与其他囊泡区分开来，所以外泌体很难准确界定，而且它们的命名方法法目前是一个热点问题。
“我非常喜欢exosomes这个词，我认为我可以研究它，但我无法证明它！”英国加的夫大学癌症与遗传学系的Aled Clayton教授说。
“可能更正确的一个术语是细胞外囊泡，细胞外囊泡还包括结构和功能与外泌体完全不同的更大的质膜来源的囊泡。”
除了外泌体的命名之外，外泌体对人体健康中的作用也不十分清楚。
英国伦敦帝国理工学院研究员Richard Kelwick博士说：“我们认为外泌体可能会促进一些细胞功能，一种可能是外泌体会去除可能错误折叠的不需要的蛋白质，另一种是在细胞之间传递信息。”
外泌体在癌症生物学中是不可或缺的
然而，越来越多的研究指出外泌体驱动着肿瘤发展的许多方面，包括缺氧依赖的的上皮间质转化（EMT）、肿瘤干细胞、血管生成、肿瘤转移和调节肿瘤免疫应答。
“想一想肿瘤需要什么，这些囊泡就可以以某种方式带来什么。”Clayton教授说。
外泌体甚至可以帮助解释为什么特定的癌症类型会偏好于转移扩散到特定的器官。
Clayton解释说：“一些论文研究表明，这些囊泡可能是肿瘤细胞启动其他组织器官的一种方式，因此它们就像种子，在其他器官上着陆并引起变化，从而使肿瘤细胞向那里发生转移。”
它们也可以帮助细胞向耐药性发展，例如用药物处理细胞后，细胞会将带药物的外泌体排出细胞外。
“我们认为外泌体甚至可以与邻近的细胞传递这些特性，周围的细胞可能是药物敏感的，如果它们摄取了来自耐药细胞的囊泡，通过这种相互作用这些敏感细胞也会变成耐药性细胞。”Clayton教授说。
液体活检用于早期检测和个体化治疗
随着外泌体参与许多癌症不同方面的证据的建立，这为潜在的临床应用开辟了大量新的策略。
在这次淘金热潮的最前沿，肿瘤外泌体成为了易于获取的诊断生物标志物的来源。
Kelvin说：“虽然我们有时可能很难接触到肿瘤细胞本身，但可以非常容易地获得外泌体，因为它们在血液，唾液或尿液等几乎所有的体液中都能找到。”
随着外泌体在肿瘤发展的早期阶段进入血液，它们为癌症诊断提供了一个令人兴奋的窗口，可以在很早期的时候帮助检测癌症。
“例如，我参与一个更广泛的合作项目，开发一种新的筛查方案来检测早期肺癌，即从血液样本中分离外泌体，并检测其中的miRNA。”Kelwick说。
甚至有可能将外泌体用作检测分子来监测肿瘤发生的变化，以指示它们何时会发生进展和变得危险。
“当进行肿瘤治疗时，通过连续追踪血液中的外泌体，能够利用外泌体信号指示肿瘤开始出现侵袭性迹象的时刻。”Clayton解释道。
外泌体生物标志物还可以提供一些建议，基于患者自身的肿瘤特征实现个性化治疗，或作为伴随诊断来确定他们的治疗是否有效。
外泌体作为癌症治疗剂
展望未来，另一个令人兴奋的可能性是使用外泌体来治疗癌症，这是利用它们进入细胞的能力。
“你可以将药物导入囊泡里，然后你自身有一个保护它的系统，它可以散布在身体各个部位，可以针对特定的细胞或组织，通过质膜并穿透质膜进入细胞中从而实现高效治疗。”Clayton解释说。
通过将不同治疗方式的药物组合加载到外泌体中，例如小分子、蛋白质或核酸，也可以设计更复杂的治疗剂。
“这种多方式联合作用方式似乎是我们未来治疗复杂疾病的方式，只靶向一个目标可能不够，对于可能发生耐药性的癌症尤其如此。”Kelwick兴奋地说。
外泌体研究的挑战
如果我们想利用外泌体，我们首先需要提高我们对外泌体基本生物学的理解，即分离它们并研究它们的组成部分。
目前用于分离外泌体的标准技术是超速离心法。然而，可能会存在其他蛋白质的污染（例如血液蛋白污染）或由于高离心力对外泌体有损坏的问题。但是目前，超速离心法仍然是外泌体分离提取的唯一、不可替代的金标准方法。
“微流体提供了一个很有前途的选择。这些通常是硅或塑料芯片与精心设计的通道，根据外泌体的物理和电学特性分离出外泌体。”Kelwick说。
一旦分离外泌体出来，纳米粒子追踪分析（NTA）对于了解样本内外泌体的数量是必须的。然后研究人员使用许多不同的下游技术来表征外泌体的表面标记物或内容物，包括流式细胞术。质谱或二代测序等。
然而，生物学家承认他们正在努力提取这些微小的外泌体并设法量化它们，特别是从充满杂蛋白污染的血液中提取的外泌体。
“我认为我们需要其他学科，可能是化学家或工程师或物理学家的帮助，他们可以帮助我们设计出新的方法，这些方法非常敏感，使我们能够在非常复杂的背景下测量这些非常小的外泌体。”Clayton说。
使用细胞培养来研究它们的正常生物学也是具有挑战性的，由于产生足够的外泌体需要大量的培养液，所以使用2D细胞培养通常对理解复杂的生物过程不是最理想的。为了解决这个问题，一些公司也正在开发专门为外泌体生产培养细胞的其他新方法。
外泌体在临床
展望未来，外泌体可能在患者的癌症诊断和治疗中发挥重要作用。
“对于任何怀疑患有癌症或正在接受治疗的人来说，我认为都需要进行外泌体检测。也许有一天，我们可能能够设计出个性化的外泌体——旨在治疗患者自己的特定癌症，实现精准治疗。”Kelwick建议。
外泌体用于治疗肿瘤转移的潜在临床应用也令人兴奋，但目前的确很难。
“由于我们目前没有任何抗肿瘤转移药物，这可能会开辟一条全新的控制肿瘤转移的新途径，外泌体可能使人们可以与肿瘤共存时防止它们扩散并致命。”Clayton说。
具有巨大潜力的小囊泡
这些长期以来被忽略的小囊泡仍然难以捉摸——表现在如何捕捉和研究它们，甚至在围绕什么来称呼它们等方面，仍面临许多挑战。但他们肯定值得我们去研究，因为他们有可能改变我们未来诊断和治疗癌症的方式。
“我会说他们对我们对生物学的理解是绝对必要的。因为外泌体研究很难所以放弃研究它，那你是个傻瓜。”Clayton说。
参考资料：https://www.technologynetworks.com/cancer-research/articles/exploiting-exosomes-for-cancer-diagnosis-and-treatment-298956
外泌体资讯网 外媒：英国科学家谈外泌体在癌症诊断和治疗上的现状和展望
