综述:胃癌免疫逃逸中的外泌体与细胞外囊泡

时间:2026年5月27日
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology

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胃癌(Gastric Cancer, GC)仍是癌症相关死亡的主要原因之一,主要归因于晚期诊断以及对标准化疗原发性或获得性耐药的出现。越来越多的证据表明,细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs),尤其是外泌体,是肿瘤微环境(Tumo

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胃癌(Gastric Cancer, GC)仍是癌症相关死亡的主要原因之一,主要归因于晚期诊断以及对标准化疗原发性或获得性耐药的出现。越来越多的证据表明,细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs),尤其是外泌体,是肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)内细胞间通讯的核心介质。细胞外囊泡是一类异质性膜结合颗粒,包含外泌体、微囊泡和凋亡小体,在大小、生物发生和功能特性上存在差异。本综述中,EVs用作统称,外泌体特指起源于内体途径的特定亚型。肿瘤来源的外泌体富含蛋白质、脂质和核酸,可深刻重编程浸润免疫细胞,塑造高度免疫抑制的微环境,促进肿瘤进展。在胃癌中,外泌体免疫检查点配体、致癌非编码RNA,以及幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)感染驱动的囊泡重塑,共同重连免疫监视,促进有利于肿瘤生长和耐药的许可性微环境。在临床层面,循环EVs正成为强大的液体活检工具,支持早期检测、预后分层及免疫检查点抑制剂疗效预测。研究人员在此讨论了胃癌中EV生物发生与货物分选的最新见解,阐述了EV如何重塑抗肿瘤免疫并促进免疫逃逸,并探讨了靶向EV或其货物作为该侵袭性恶性肿瘤创新治疗策略的转化潜力。
  1. 1.
    引言
    胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤,也是第四大癌症相关死因。其病因呈多因素特征,由遗传易感性、环境暴露与生活方式因素的相互作用驱动。慢性幽门螺杆菌感染、吸烟及饮酒共同推动慢性胃炎,并在胃癌恶性转化中发挥重要作用。同时,遗传性改变如CDH1基因致病突变及林奇综合征相关遗传缺陷,亦影响胃癌发生的易感性。由于疾病起病隐匿且缺乏可靠生物标志物,胃癌常在晚期才被确诊,导致临床预后较差。胃癌是具有高度生物学异质性的恶性肿瘤,包含不同的组织病理学和分子亚型,各亚型具有特定的预后意义及治疗敏感性差异。按Lauren分型可分为肠型和弥漫型;癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)则定义了四种分子实体:爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein–Barr Virus, EBV)阳性型、微卫星不稳定(Microsatellite Instability, MSI)型、基因组稳定(Genomically Stable, GS)型和染色体不稳定(Chromosomal Instability, CIN)型。这些亚群在致癌信号通路、免疫景观及治疗脆弱性方面存在显著差异。其中EBV阳性肿瘤表现出独特的免疫学特征,包括高免疫细胞浸润、免疫检查点分子高表达及PD-L1频繁扩增。EBV阳性胃癌细胞来源的EVs可能携带病毒产物,包括EBV编码小RNA(EBERs)和病毒miRNA,可调节宿主免疫反应并促进免疫逃逸。此外,EBV相关EVs可能增强肿瘤微环境中的PD-L1表达及炎症信号通路。基于此,EBV阳性胃癌中的EV介导通讯可能对免疫治疗应答具有特定影响,值得深入研究。临床上,胃癌按浸润深度和转移扩散分为早期胃癌(Early Gastric Cancer, EGC)和晚期胃癌(Advanced Gastric Cancer, AGC)。AGC是最具挑战性的类型,通常在不可切除或转移阶段才被检出,并以显著的瘤内异质性、上皮间质转化(Epithelial–Mesenchymal Transition, EMT)及全身治疗耐药为特征。目前AGC的一线治疗依赖铂类药物联合氟嘧啶类药物,但长期用药常导致耐药,成为生存获益提升的主要障碍。近年来,纳武利尤单抗和帕博利珠单抗等免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs)在一线方案中的应用带来了显著的生存获益,重新定义了AGC的治疗模式。尽管如此,整体预后仍不令人满意,尤其是晚期患者。实现持久治疗反应的关键障碍在于免疫抑制性肿瘤微环境的形成,其削弱抗肿瘤免疫监视并促进全身治疗耐药。肿瘤微环境中肿瘤细胞、基质成分及浸润免疫细胞释放的细胞外囊泡已成为该过程的关键调节因子。EVs通过运输蛋白质、脂质、DNA、mRNA和非编码RNA等生物活性分子,介导肿瘤、免疫及基质细胞间的双向通讯,重塑肿瘤微环境的局部互作并影响远处转移灶。在胃癌中,肿瘤来源EVs与基质和免疫细胞来源的EVs构成复杂的通讯网络,调控肿瘤生长、血管生成、转移、免疫调节及耐药。EVs在胃癌生物学中的多方面作用日益明确,特别是在免疫调节和免疫治疗应答调控方面。在EV相关免疫调节分子中,外泌体PD-L1已成为系统性免疫抑制的循环介质。当前证据强调了EVs通过生物活性货物转运调控肿瘤微环境的能力及其作为创新免疫治疗平台的潜力,但这些框架多以描述性或分隔式方式阐述EV功能,未充分整合EV介导的免疫逃逸与治疗耐药之间的动态互作。本综述旨在弥补这一空白,将EV驱动的免疫调节与胃癌化疗及免疫检查点阻断的耐药性联系起来,聚焦于EV介导的胃癌免疫逃逸,概述EV的生物发生机制,总结EV调控胃肿瘤微环境免疫细胞亚群的现有证据,并探讨靶向EV的临床和治疗意义。
1.1 胃癌的耐药机制
治疗耐药可分为固有耐药与治疗暴露后获得的获得性耐药,可针对单一药物或演变为多药耐药(Multidrug Resistance, MDR),后者与不良预后密切相关。关键耐药机制包括ABC转运蛋白(如P-糖蛋白)介导的药物外排增强、谷胱甘肽S-转移酶介导的解毒作用、化疗损伤修复增强、存活通路激活及细胞死亡信号抑制。尽管序贯治疗方案、氟嘧啶-铂类双药、HER2阳性肿瘤的曲妥珠单抗治疗、雷莫芦单抗策略及免疫治疗改善了生存,转移性胃癌的中位总生存期仍不足12个月,凸显了针对耐药环路的新方法需求。癌症干细胞(Cancer Stem Cells, CSCs)是胃癌治疗耐药的关键储备池,因其自我更新能力、静息表型及对细胞毒性治疗的固有抵抗性。越来越多的证据表明,EVs在维持CSC特性及介导其与肿瘤微环境互作中起关键作用。胃癌来源EVs可转移干性相关miRNA、lncRNA及信号分子,促进CSC扩增、上皮间质转化及免疫逃逸。反之,CSC来源EVs可通过增强免疫抑制细胞群及削弱抗肿瘤反应,主动重塑免疫微环境。这些发现将EVs定位为连接干性、免疫逃逸及治疗耐药的关键介质。
1.2 肿瘤微环境的治疗相关性
肿瘤微环境是决定治疗脆弱性的关键因素,因此是可作用的靶点。其组成包括辅助性T细胞(T Helper Cells, Th)、细胞毒性T淋巴细胞(Cytotoxic T Lymphocytes, CTLs)、调节性T细胞(Regulatory T Cells, Tregs)、B细胞、自然杀伤(Natural Killer, NK)细胞、树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)、肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-Associated Macrophages, TAMs)和髓源性抑制细胞(Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSCs)等免疫群体;癌相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs)和内皮细胞等基质成分;细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM);以及细胞因子、趋化因子和EVs等可溶性介质。基因组不稳定性使肿瘤细胞易于逃避癌基因成瘾,限制靶向药物获益,而免疫细胞具有更高的遗传稳定性,不易产生耐药。因此,调控肿瘤微环境可增强抗肿瘤免疫,限制肿瘤耐药克隆出现,降低复发风险。
1.3 炎症、幽门螺杆菌与耐药
炎症是癌症进展及治疗反应的核心驱动因素。急性炎症通过增强抗原提呈、DC成熟、CD8+T细胞启动、NK细胞招募及M1巨噬细胞极化来支持免疫。相反,慢性炎症促进免疫抑制性肿瘤微环境,富集MDSCs、Tregs和M2 TAMs,从而促进血管生成、存活、基因组不稳定性、侵袭及转移。肥胖、吸烟、饮酒、自身免疫性胃炎、压力和微生物因子(如EBV)等环境因素可导致持续炎症。其中幽门螺杆菌起主导作用,通过诱导白细胞介素-8(Interleukin-8, IL-8)、环氧合酶(Cyclooxygenase, COX)信号通路及VacA(空泡毒素A)介导的T细胞抑制,促进免疫逃逸与恶性转化。下游巨噬细胞、MDSCs、Tregs及细胞因子网络的激活进一步推动致癌进程。
1.4 细胞外囊泡的生物发生与分类
随着研究认识到耐药不仅源于细胞本身,还受微环境信号的主动塑造,EVs已成为协调这种对话的关键信使。绘制其起源与分类有助于理解EV驱动通讯如何维持免疫逃逸与治疗耐药。EVs包含多个亚型,在大小、生物发生及功能特性上存在差异,反映其多样的细胞起源与货物组成。广义上分为三类:外泌体(30–150 nm)起源于内体系统,通过内体膜向内出芽在多泡体(Multivesicular Bodies, MVBs)内形成腔内囊泡,随后多泡体与质膜融合将外泌体释放至胞外;微囊泡(100–1000 nm)起源于质膜向外出芽与分裂;凋亡小体(500–2000 nm)是在程序性细胞解体过程中产生的大囊泡,含有细胞碎片、细胞器和核物质。外泌体生物发生与货物装载受内体分选复合物(Endosomal Sorting Complex Required for Transport, ESCRT)依赖性和非依赖性机制调控,涉及四跨膜蛋白(CD63、CD81、CD9)、ALIX、TSG101、脂质(神经酰胺、胆固醇)及Rab家族GTP酶(如Rab27a/b)。蛋白质和核酸(包括miRNA、lncRNA和circRNA)的选择性分选使肿瘤细胞能够包装致癌货物,进而调控肿瘤微环境与免疫系统。在胃癌中,肿瘤、基质(如CAFs和间充质干细胞)及免疫细胞释放的外泌体的分子组成,受致癌通路、缺氧、炎性细胞因子及治疗压力的动态塑造,从而影响其免疫调节特性。细胞外囊泡生物发生受严格调控的ESCRT依赖与非依赖机制控制,决定货物选择、囊泡成熟与释放,并由Rab GTP酶和膜融合机制进一步调控,影响囊泡运输与靶细胞特异性。治疗压力下EV生物发生的功能后果,特别是化疗诱导的重塑,仍有待深入探索。本综述强调治疗驱动的EV生成改变如何直接导致免疫逃逸与耐药。
1.5 胃癌中细胞外囊泡的全景
多项研究已阐明EVs在胃癌发病机制中的作用,揭示其在肿瘤-宿主通讯中的重要地位。肿瘤来源EVs递送致癌蛋白和miRNA以维持胃癌细胞增殖与存活,并通过转移促迁移分子和基质重塑蛋白促进侵袭与转移,支持上皮间质转化及细胞外基质降解。此外,EVs通过运输促血管生成因子和miRNA刺激内皮细胞活化与新血管生成,从而促进血管生成。EVs还参与化疗耐药,胃癌来源外泌体转运耐药相关miRNA,调节凋亡信号并影响外排泵活性,共同降低铂类和氟嘧啶类疗法的疗效。从免疫角度看,胃癌来源EVs深刻影响先天和适应性免疫细胞的招募、分化与功能极化。蛋白质组学研究显示外泌体中PD-L1富集,将该囊泡结合的免疫检查点分子与免疫功能障碍及肿瘤进展相联系。EVs还携带包括miRNA、lncRNA和circRNA在内的多种非编码RNA,重编程免疫信号通路,并将肿瘤微环境重塑为免疫抑制状态。例如,外泌体lncRNA如HOTAIR和MALAT1可作为竞争性内源RNA(Competing Endogenous RNAs, ceRNAs),吸附抑癌miRNA(如miR-34a、miR-200家族),从而促进免疫检查点分子、细胞因子及转录因子的表达,参与免疫逃逸。同样,EV递送的miR-21、miR-107和miR-155可抑制抗原提呈通路并增强STAT3依赖的免疫抑制信号。因此,循环EVs中lncRNA–miRNA–mRNA互作的综合分析可为患者分层及识别免疫调节环路中的新治疗靶点提供更全面的框架。重要的是,这些EV相关RNA特征与肿瘤分期、淋巴结转移及患者生存相关,提示其作为复合生物标志物的应用价值。此外,囊泡内的细胞因子及相关介质可调节炎症信号并协调免疫细胞行为。近期蛋白质组学分析鉴定出胃癌中特异的外泌体蛋白特征,与免疫抑制及临床结局相关,突显外泌体PD-L1及其他免疫调节分子作为疾病进展、患者分层及免疫治疗应答预测标志物的潜力。
1.6 胃癌中EV介导免疫逃逸的机制
1.6.1 外泌体PD-L1与PD-L2:移动免疫检查点
PD-1/PD-L1轴是T细胞耗竭及胃癌免疫治疗的核心调节因子。除肿瘤细胞及免疫细胞表面的膜结合PD-L1外,胃癌细胞还释放富含PD-L1的外泌体,保留与T细胞PD-1的功能性结合能力,从而抑制T细胞增殖、细胞因子分泌及细胞毒性活性。早期临床证据表明,血浆外泌体PD-L1水平升高与T细胞功能障碍及胃癌患者较差生存相关,表明循环外泌体PD-L1反映了系统性免疫抑制及肿瘤负荷。后续研究证实高外泌体PD-L1与晚期疾病和不良预后相关,并可预测抗PD-1/PD-L1治疗应答。化疗可进一步调节外泌体PD-L1,接受5-氟尿嘧啶治疗的转移性胃癌患者中,外泌体PD-L1上调并通过诱导T细胞凋亡促进免疫抑制,这可能是化疗耐药及与ICIs协同作用受损的机制之一。除PD-L1外,外泌体PD-L2也是胃癌中另一种功能性相关的检查点,通过结合T细胞及其他免疫亚群上的PD-1,放大免疫抑制信号,扩大检查点介导的免疫逃逸谱,并可能导致仅针对PD-1/PD-L1轴的疗法耐药。外泌体PD-L1在抑制T细胞增殖及效应功能中起关键作用,损害抗肿瘤免疫并降低免疫检查点阻断的应答率。此外,携带检查点配体的肿瘤来源EVs也被认为参与介导免疫治疗耐药。然而,多种EV相关免疫检查点(包括PD-L2和其他抑制性配体)在协调耐药机制中的协同作用尚未完全阐明。本综述提出EVs作为整合多种抑制信号的移动平台,从而放大免疫逃逸并限制单药检查点抑制的疗效。除PD-1/PD-L1轴外,TIM-3、LAG-3、TIGIT和VISTA等分子在T细胞耗竭中也发挥关键作用。新证据表明这些检查点分子也可能与EVs相关,既可作为表面蛋白,也可通过EV递送的非编码RNA间接调控,其协同表达构成复杂的抑制网络,可能限制单药检查点阻断的疗效,支持联合免疫治疗策略的开发。
1.7 髓源性抑制细胞与调节性T细胞的调控
MDSCs是胃癌肿瘤微环境中免疫抑制的关键驱动因子。胃癌来源外泌体PD-L1可通过IL-6/STAT3信号通路促进MDSCs扩增与活化,强化系统性免疫耐受并加速肿瘤进展。携带特定miRNA的外泌体也参与MDSC扩增,胃癌细胞释放的外泌体miR-107可诱导MDSC增殖及抑制活性,抑制CD8+T细胞应答并促进免疫逃逸。MDSCs进一步促进调节性T细胞诱导并抑制NK细胞和DC介导的免疫,放大EV驱动的免疫抑制。虽然介导胃癌中Treg扩增的具体EV货物尚未完全明确,但现有证据表明肿瘤EVs可通过TGF-β相关信号及免疫调节miRNA促进Treg招募与稳定。胃癌细胞释放的EVs可直接通过调节细胞因子分泌、诱导凋亡及促进抑制性信号通路削弱CD8+T细胞功能,部分通过检查点依赖机制实现。此外,EV相关非编码RNA参与免疫细胞分化与极化的调控,进一步增加了EV介导免疫调节的复杂性。然而,这些独立机制如何汇聚形成系统性且耐药的免疫抑制网络仍未完全明确,这也是本综述的核心关注点。
1.8 巨噬细胞、树突状细胞与自然杀伤细胞的调控
肿瘤相关巨噬细胞,尤其是M2样亚群,在胃癌中大量存在并支持免疫逃逸与转移。胃癌来源外泌体可使巨噬细胞极化向M2表型倾斜,表现为IL-10、TGF-β和精氨酸酶-1高表达,抑制T细胞应答并促进血管生成与侵袭。反过来,巨噬细胞来源外泌体亦可影响胃癌细胞,例如M2巨噬细胞的外泌体circRNA和miRNA可促进胃癌增殖、侵袭及化疗耐药,形成肿瘤与TAMs之间互惠的外泌体介导前馈环路。胃癌来源外泌体损害树突状细胞抗原提呈并促进耐受性表型,外泌体PD-L1、免疫抑制RNA和代谢物可能共同作用抑制DC成熟,限制其有效启动CD8+T细胞应答的能力。自然杀伤细胞是先天抗肿瘤免疫的重要效应细胞,也受EVs调控。EV相关TGF-β、前列腺素E2及特定致癌miRNA可降低NK细胞细胞毒性,下调激活受体并损害细胞因子生成,使胃癌细胞逃避免疫监视。
1.9 T细胞功能障碍与细胞因子环境
除检查点结合外,胃癌来源外泌体还直接调节T细胞功能与细胞因子分泌。这些囊泡可诱导CD8+T细胞产生IL-10,促进自我维持的免疫抑制微环境。此外,外泌体货物改变T细胞代谢及细胞内信号通路,促进耗竭表型,表现为PD-1、TIM-3和LAG-3高表达。这些EV介导互作的累积效应是建立一个以功能失调效应T细胞、扩增Tregs、抑制性髓系群体及先天免疫反应减弱为特征的肿瘤微环境。
1.10 幽门螺杆菌与外泌体驱动的免疫逃逸
幽门螺杆菌感染是胃癌发生的主要病因。最新研究发现幽门螺杆菌毒力因子可调节外泌体货物。CagA癌蛋白可通过上调胃癌来源外泌体PD-L1促进免疫逃逸,从而加强T细胞抑制,并可能降低幽门螺杆菌相关胃癌中ICIs的疗效。此外,幽门螺杆菌感染的胃上皮细胞释放富含炎症介质和DNA的EVs,可持续激活并最终耗竭免疫细胞,进一步促进免疫逃逸及恶性进展。
1.11 临床意义:EVs作为胃癌生物标志物
由于细胞外囊泡在血液及其他体液中循环且相对稳定,它们成为胃癌液体活检的理想候选物。其中,外泌体PD-L1因其预后价值及潜在的免疫治疗应答预测价值受到特别关注。研究表明,胃癌患者血浆外泌体PD-L1水平高于健康人,并与晚期分期、淋巴结受累及不良生存相关。此外,化疗或免疫治疗期间外泌体PD-L1的动态波动可反映治疗应答或耐药的早期出现。除PD-L1外,在早期疾病中亦鉴定出特异的外泌体miRNA和蛋白质特征,突显其在无创检测、风险分层及早期诊断中的潜力。从临床角度看,循环EVs为实现微创液体活检策略提供了独特机会,相比传统标志物,EVs能更动态、综合地反映肿瘤生物学特征,兼顾肿瘤本身特性及与肿瘤微环境的互作。其诊断价值在于通过特异RNA和蛋白质特征早期发现疾病,而预后价值则体现在EV货物(如PD-L1、miRNA)与生存结局、转移潜能及耐药的相关性上。此外,EVs还具有预测价值,治疗中纵向监测EV相关生物标志物可实现治疗应答的实时评估及耐药的早期识别。尽管前景广阔,其临床转化仍受限于缺乏标准化的EV分离与表征方案、报告标准不一致及前瞻性验证不足。克服这些障碍对EV基生物标志物在胃癌管理中的常规应用至关重要。
1.12 胃癌中EVs的治疗靶向
目前正在探索多种策略来治疗性利用或抑制EVs,许多与胃癌高度相关。这些策略包括抑制EV生物发生与释放、中和外泌体免疫检查点分子、调控EV货物及利用工程化EVs,可单独或与免疫检查点抑制剂及常规疗法联合应用。一种策略是阻断外泌体生物发生与释放,靶向Rab27a/b、nSMase2或ESCRT组件可显著减少外泌体分泌并削弱肿瘤-免疫通讯,包括外泌体PD-L1的释放。在胃癌中,遗传学或药理学抑制LSD1已被证明可降低外泌体PD-L1水平并恢复T细胞应答,突显表观遗传调控在外泌体检查点配体表达中的作用。第二条治疗路径聚焦于中和外泌体PD-L1或PD-L2,针对外泌体PD-L1的新型药物正在研发中。临床前胃癌模型显示,针对外泌体PD-L1的小分子抑制剂显著增强了抗PD-1治疗的敏感性,提示这是一种克服免疫检查点抑制剂耐药的潜在联合策略。类似概念也适用于外泌体PD-L2及其他检查点分子。然而,EV介导的免疫抑制是否直接导致免疫检查点抑制剂耐药仍是一个关键未解问题。新出现的临床观察提示,抗PD-1治疗失败或进展的胃癌患者循环外泌体PD-L1水平升高,这可能作为一个诱饵库系统性削弱T细胞活性。同时,在无应答患者中描述了与抗原提呈受损、T细胞排斥及干扰素信号相关的特异外泌体miRNA特征,支持EV货物在塑造免疫治疗耐药表型中的作用。这些发现为将EV分析纳入ICIs预测生物标志物策略提供了依据,并提示EV介导的免疫抑制是在治疗压力下进化的适应性耐药机制。靶向EV生物发生与释放通路是增强免疫治疗敏感性的极具吸引力的策略。中性鞘磷脂酶2(nSMase2)和Rab27a/b等关键调节因子控制外泌体形成与分泌,抑制它们可减少免疫抑制性EVs(包括携带PD-L1和调节性RNA的EVs)的释放。临床前模型中,阻断这些通路可恢复T细胞活性并增强免疫检查点阻断的疗效。尽管仍处于早期阶段,这些方法突显了将EV靶向药物与ICIs联合以克服耐药并改善胃癌患者持久应答的潜力。另一新兴策略是利用工程化EVs作为免疫治疗工具,这些囊泡可装载肿瘤抗原、佐剂或免疫刺激RNA以促进抗肿瘤免疫,发挥无细胞“迷你疫苗”的作用,利用其固有的稳定性和靶向能力。同时,EVs既被视为治疗靶点,也被视为递送系统。然而,EV靶向策略与当前标准疗法(尤其是免疫检查点抑制剂和化疗)的整合仍不够明确。本综述提出靶向EV生物发生与功能的联合策略,以克服适应性耐药机制。调控肿瘤来源EVs的货物是另一治疗策略,褪黑素等药物可重编程胃癌来源外泌体,降低PD-L1表达或改变其miRNA含量,最终增强抗肿瘤免疫反应。通过反义寡核苷酸或RNA干扰靶向参与免疫抑制的特异外泌体miRNA或lncRNA,也提供了有前景的治疗干预途径。最后,EV靶向策略可与标准疗法联合应用。由于化疗和放疗显著改变EV释放与组成,将其与调控EV生物学的药物及免疫检查点抑制剂整合,可能对抗适应性免疫逃逸并改善长期治疗结局。

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