综述：癌症中的外泌体生物标志物：多组学方法的见解

　　本综述系统探讨了多组学技术（包括蛋白质组学、转录组学、代谢组学和脂质组学）在癌症外泌体生物标志物研究中的突破性进展，强调了其在肿瘤微环境（TME）调控、免疫治疗及转移中的核心作用，并指出人工智能（AI）驱动数据分析加速了临床转化。

　　

外泌体生物发生、分泌与细胞摄取机制

外泌体的生物发生始于质膜内陷形成早期内体（EEs）。在内吞分选复合物及相关蛋白作用下，EEs成熟为晚期内体（LEs），进一步内陷产生腔内囊泡（ILVs）。这些ILVs在多泡体（MVBs）内积累，MVBs与质膜融合后将ILVs作为外泌体释放到细胞外环境。外泌体形成过程涉及ESCRT（内吞分选复合物）机制和非ESCRT依赖途径（如tetraspanin蛋白家族），其分泌受Rab GTP酶和SNARE蛋白调控。细胞摄取则通过膜融合、内吞或吞噬作用完成，使外泌体携带的生物活性分子能够影响受体细胞功能。

外泌体分离与表征技术

获得高纯度外泌体是下游分析的关键挑战。当前主要分离方法包括超速离心（金标准）、尺寸排阻色谱、聚合物沉淀和免疫亲和捕获。表征技术需多维度验证：纳米颗粒跟踪分析（NTA）确定粒径（40–160 nm），透射电镜（TEM）观察形态，Western blotting检测标志蛋白（CD63、CD81、TSG101）。标准化流程的缺乏仍是临床应用的瓶颈，需结合微流控等新兴技术提升分离效率与特异性。

外泌体在癌症生物学中的核心作用

外泌体是肿瘤微环境（TME）中细胞间通讯的关键介质，通过传递核酸、蛋白质和脂质等分子，驱动肿瘤进展与转移。肿瘤源性外泌体（TDEs）可重塑TME，促进血管生成、免疫逃逸和化疗耐药。例如，外泌体携带的miRNA（如miR-21）可抑制抑癌基因表达，而MET原癌蛋白则激活侵袭相关通路。外泌体还通过PD-L1传递介导免疫抑制，并通过Wnt信号通路促进上皮-间质转化（EMT）。

多组学策略推动外泌体生物标志物发现

整合基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学的多组学方法，提供了外泌体分子全景图谱。蛋白质组学鉴定到HER2、EGFR等肿瘤特异性蛋白；转录组学揭示非编码RNA（如lncRNA H19）的调控网络；代谢组学发现乳酸、琥珀酸等代谢物重编程特征；脂质组学则识别鞘磷脂、胆固醇酯等脂质谱变化。这些数据通过生物信息学整合，揭示了癌症进展的关键通路（如PI3K/AKT/mTOR），并助力构建AI驱动的预测模型。

组学驱动的外泌体生物标志物临床应用

外泌体携带的肿瘤特异性分子为液体活检提供理想来源。在免疫治疗领域，外泌体PD-L1水平可预测免疫检查点抑制剂响应；用于早期诊断时，外泌体GPC1蛋白联合KRAS突变检测显著提升胰腺癌检出率；在治疗监测中，外泌体代谢物动态变化反映药物耐药性。近期临床试验已验证外泌体miRNA签名（如miR-1246）在结直肠癌预后分层中的价值，而机器学习算法进一步优化了多标志物联合预测的准确性。

局限与未来方向

外泌体异质性和分离标准化仍是临床转化主要障碍。需深入解析其生物发生机制（尤其ESCRT依赖途径），开发靶向TDEs的策略以逆转化疗耐药。多中心验证、大规模队列研究和自动化分离平台将是未来重点。AI与多组学深度融合有望解决数据复杂性，推动外泌体在精准肿瘤学中的产业化应用。

结论

外泌体作为癌症生物标志物载体，通过多组学技术揭示了其在肿瘤发生、免疫调控和转移中的核心功能。AI辅助的多组学整合加速了标志物发现与临床转化，为非侵入性诊断、预后评估和治疗监测提供了新范式。标准化技术与机制研究的突破将进一步推动外泌体在精准医疗中的应用。