综述：解锁肿瘤源性细胞外囊泡在缺血再灌注中的治疗潜力：从胶质瘤和中风角度的突破

本文综述了胶质瘤与缺血性中风的病理联系，聚焦肿瘤源性细胞外囊泡（EVs）在其中的作用及治疗潜力。

　　### 引言
胶质瘤是起源于神经胶质干细胞或祖细胞的原发性脑肿瘤，在原发性脑肿瘤中占比近 30%，恶性病例中占 80 - 85%，是原发性脑肿瘤致死的主要原因。缺血性中风则是全球范围内导致残疾和死亡的第二大原因，在低收入和中等收入国家负担尤为沉重，约占所有中风病例的 85%。临床研究发现，胶质瘤和缺血性中风之间存在双向关系，二者在病理过程上有显著重叠，包括细胞代谢、炎症、凝血、缺氧、血管生成和神经修复等方面，都涉及共同的生物学因素。

细胞外囊泡（EVs）在这两种疾病中都起着关键作用。它是细胞分泌到细胞外环境的小膜泡，能保护其中的蛋白质、脂质和核酸等 cargo，使其免受酶的降解，从而在多细胞生物中实现复杂的细胞间信号传递。探究胶质瘤和缺血性中风之间的分子相互作用，尤其是通过 EVs 的参与，有助于揭示它们共同的病理生理学机制，为同时治疗这两种疾病提供潜在靶点。

细胞外囊泡

EVs 的命名经历了变化，2011 年国际细胞外囊泡协会（ISEV）正式采用 “细胞外囊泡” 这一术语，取代了之前广泛使用的 “外泌体”。EVs 具有独特的结构，其脂质双层可保护内部 cargo，使其在循环中稳定存在，并能在细胞间运输复杂生物材料，包括蛋白质、脂质和核酸（mRNA、miRNA、circRNA、lncRNA 和 rRNA）。

目前对 EVs 的分类仍存在挑战，传统上分为微囊泡、外泌体和凋亡小体三类，但由于其生物发生途径复杂，ISEV 建议根据物理特征使用操作术语，如 “小 EVs（sEVs）” 指小于 100 - 200nm 的颗粒，“中 / 大 EVs（m/l EVs）” 指大于 200nm 的颗粒，也可按密度分类。EVs 在多种疾病的发病机制中发挥重要作用，包括癌症和中风，参与细胞间通讯、改变病变部位细胞外环境以及影响生理和病理代谢过程。

胶质瘤与缺血性中风的临床关联

众多临床研究表明，胶质瘤与缺血性中风存在明显的双向关系。一方面，胶质瘤会增加缺血性中风的风险。某些颅内胶质瘤，如位于岛叶、脑盖和颞叶的肿瘤，可能浸润或压迫血管，导致缺血性中风。有病例报告显示，两名患有幕上胶质母细胞瘤（GBM）的成年患者在肿瘤部位发生缺血性中风。临床研究还表明，胶质瘤患者患缺血性中风的风险更高，发病率可达 9%，而普通人群仅为 2.7%。此外，中风也是放疗后常见的术后和晚期并发症，与肿瘤诱导的高凝状态或非细菌性血栓性心内膜炎有关。

另一方面，有证据表明先前中风的患者患胶质瘤的风险可能更高。有患者在经历缺血性中风两年后，在先前梗死区域发展为胶质母细胞瘤。研究发现，缺血性中风幸存者的年龄调整后年癌症发病率高于普通人群，且女性患者在 40 - 60 岁时经历中风，患胶质瘤的风险更高。

胶质瘤与缺血性中风的病理生理变化

• 缺氧相关的活性氧（ROS）：胶质瘤和缺血性中风都存在缺氧的情况。在肿瘤中，缺氧可能由于血管供应中断或肿瘤生长超过现有血管供血能力。缺血性中风时，脑血流突然阻断导致氧气迅速耗尽，造成神经元死亡和脑损伤。二者在 ROS 产生和下游效应方面存在共同的信号网络。在胶质瘤进展过程中，升高的 ROS 参与刺激癌基因、增强代谢过程和破坏线粒体功能。在缺血性中风中，ROS 水平在再灌注阶段达到峰值，可能导致细胞凋亡和坏死，过高的 ROS 水平会通过脂质过氧化、蛋白质氧化和 DNA 损伤造成细胞损伤。
• 血脑屏障（BBB）：BBB 由毛细血管内皮细胞、紧密连接、基底膜、周细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞组成。胶质瘤的进展与新血管形成密切相关，其关键临床并发症是血管源性脑水肿，这是由于 BBB 完整性受损和通透性增加导致颅内压升高。胶质瘤细胞可直接或间接影响 BBB，通过分泌血管内皮生长因子（VEGF）等物质破坏 BBB 完整性。在缺血性中风中，BBB 破坏导致血液成分渗漏到脑实质，引起脑水肿和炎症，白细胞浸润进一步加重脑组织损伤。不过，BBB 功能障碍在一定程度上可能有利于治疗药物到达脑部靶标。
• 神经血管单元 - 周细胞：周细胞包裹着大部分脑毛细血管内皮细胞，是神经血管单元和 BBB 的重要组成部分，调节细胞和物质在血液与脑组织间的运输。缺血性损伤会影响周细胞功能，破坏微血管血流和 BBB 完整性，加重中风对脑组织的损伤。但在梗死周围区域，周细胞激活的信号通路有助于中风后的血管生成和神经发生。在胶质瘤中，胶质母细胞瘤细胞与周细胞相互作用，促进肿瘤细胞增殖和肿瘤生长，周细胞还参与肿瘤血管生成，并具有免疫调节作用，可帮助肿瘤逃避免疫系统的攻击。
• 星形胶质细胞：星形胶质细胞的终足包裹着细胞外基质和周细胞，是阻挡有害物质进入的重要屏障，通过释放生长因子等物质加强 BBB。中风后，星形胶质细胞功能障碍，表现为终足与基底膜脱离。在轻微缺血损伤时，星形胶质细胞开始增殖，细胞体和突起增大，胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达增加；损伤严重时，增殖更为明显。胶质瘤细胞利用缓激肽附着在血管上，侵入并包裹血管，破坏星形胶质细胞终足与内皮细胞的连接，导致 BBB 破裂。此外，缺血诱导的星形胶质细胞激活以及相关基因突变与胶质瘤发生有关，反应性星形胶质细胞还能促进胶质瘤细胞增殖和迁移。
• 小胶质细胞：在正常生理状态下，小胶质细胞呈分枝状，对维持脑内稳态至关重要。受到环境刺激或损伤时，小胶质细胞形态发生改变，呈现出促炎的 M1 表型和抗炎的 M2 表型。M1 型小胶质细胞释放促炎细胞因子，M2 型则分泌抗炎细胞因子。在胶质瘤中，小胶质细胞和巨噬细胞是肿瘤浸润细胞的主要群体，促进肿瘤生长。其中，小胶质细胞从 M1 向 M2 状态的转变是诱导肿瘤区域免疫抑制的关键因素，有助于肿瘤的扩张、转移、血管生成和维持胶质瘤干细胞。
• 血管生成：神经血管网络对大脑功能至关重要，血管生成在组织再生、伤口愈合等生理过程以及肿瘤生长和缺血性中风等病理状态中都起着关键作用。中风后的血管生成被认为是对缺氧的有利防御反应，有助于改善脑组织的血液供应，促进神经发生和轴突生长。肿瘤中的血管生成则为癌细胞提供氧气和营养，促进肿瘤生长、侵袭和转移。虽然二者都涉及新血管形成，但机制、目的和结果不同。在肿瘤中，癌细胞分泌多种促血管生成因子，同时抑制抗血管生成因子，以促进血管生长。研究发现，某些肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡相关 miR - 181b - 5p 和 miR - 210 可促进中风后的血管生成，但相关信息还需进一步研究验证。
• 免疫反应：免疫反应分为先天免疫和适应性免疫。在缺血性中风中，炎症会加重组织损伤，但随后的适应性免疫反应和抗炎过程对组织修复至关重要。受损细胞释放损伤相关分子模式（DAMPs），激活免疫反应。在胶质瘤中，胶质瘤细胞释放细胞因子吸引免疫细胞，诱导这些细胞形成促进肿瘤生长的表型，抑制免疫系统对肿瘤细胞的攻击。例如，胶质瘤相关的小胶质细胞和巨噬细胞可驱动免疫细胞向促炎或抗炎表型转化，调节免疫反应，帮助肿瘤细胞存活和侵袭。

胶质瘤源性 EVs 中不同 cargo 对胶质瘤进展的影响

肿瘤微环境（TME）由肿瘤细胞和周围成分组成，包括免疫细胞、间充质成纤维细胞以及血管和淋巴网络。胶质瘤源性 EVs 将生物活性 cargo 运输到 TME 和受体细胞中，在细胞间通讯中发挥关键作用，可改变细胞功能或重编程受体细胞，影响肿瘤免疫耐受、促进恶性转化，并调节 TME 内的相互作用。此外，还参与调节胶质瘤细胞干性、促进血管生成、导致治疗耐药以及与神经退行性疾病病理相关。

EVs 携带多种分子修饰物，参与癌细胞与周围基质细胞的通讯。研究发现了多种胶质瘤源性 EVs 的 cargo，根据其功能可分为促进肿瘤生长、代谢、侵袭和耐药，参与血管生成以及调节免疫等类别。这些 cargo 不仅直接影响胶质瘤的特性，还具有间接作用，如免疫抑制和血管生成。

胶质瘤源性 EVs 在构建免疫抑制性 TME 中的作用

在免疫抑制性 TME 中，免疫细胞和胶质瘤细胞竞争营养，代谢产物影响免疫细胞分化和功能。胶质瘤源性 EVs 中的 cargo 被脑内免疫细胞摄取，改变其细胞因子谱，抑制免疫细胞活性，诱导 M2 巨噬细胞极化，调节小胶质细胞，激活髓源性抑制细胞（MDSCs），并调节 T 细胞的扩增或功能，最终促进肿瘤转移和免疫逃逸。不过，也存在免疫激活的 cargo，如 miR - 1983 可使 NK 细胞杀伤胶质瘤细胞。

胶质瘤源性 EVs 促进胶质瘤相关血管生成的作用

肿瘤源性 EVs 可通过传递功能和调节因子，诱导脑微血管内皮细胞发生促血管生成或抗凋亡变化，促进血管生成。GBM 源性 EVs 能将 mRNAs 转移到内皮细胞中，引起转录变化和功能蛋白合成，还富含血管生成蛋白因子，促进小管形成。研究还发现，一些长链非编码 RNA（lncRNAs），如 CCAT2 和 POU3F3，可增强血管生成，而 EV 衍生的 miR - 1 和 Annexin A2 则可调节新血管形成。

胶质瘤源性 EVs 在临床生物标志物研究中的前景

由于胶质瘤位于颅内，获取组织相对困难，因此在生物流体中寻找突出的生物标志物至关重要。脑脊液（CSF）的研究对胶质瘤具有特殊意义，众多研究发现胶质瘤源性 EVs 在 CSF 和血清中富集特定因子。随着蛋白质组学、基因组学和微阵列分析的广泛应用，已在胶质瘤源性 EVs 中研究了多种生物标志物，如表皮生长因子受体变体 III（EGFRvIII）和 miR - 21 等。

胶质瘤源性 EVs 中 cargo 对缺血性中风的潜在影响

缺血性中风的发病机制复杂，涉及多种因素，其进展过程包括血管病理变化、侧支循环形成、组织缺血坏死、炎症级联反应、氧化应激、血脑屏障破坏、瘢痕形成和神经功能补偿等。胶质瘤源性细胞外囊泡携带的 cargo 在缺血性中风中具有潜在作用，这些 cargo 在两种疾病中发挥着相关作用，可能为神经血管疾病和颅内肿瘤之间提供关键联系。

• 与肿瘤生长、代谢、侵袭和转移相关的 cargo 对缺血性中风的影响：胶质瘤生长和侵袭过程中，细胞外囊泡发挥重要作用。一些在缺血性中风病理中常见的 EV cargo，在胶质瘤中也有类似作用。例如，L1 细胞粘附分子（L1CAM）在胶质瘤中可促进细胞系的运动、增殖和侵袭，同时也是中风患者的生物标志物。TrkB 在胶质瘤中促进肿瘤细胞增殖和激活内皮细胞，在中风中则参与神经功能恢复，但也会促进脑水肿形成。AQP4 在胶质瘤中影响肿瘤细胞表型，在中风中早期加重脑水肿，后期则有一定缓解作用。miR - 375 在胶质瘤和中风中均发挥抑制细胞活动的作用。这些 cargo 在两种疾病中的作用既有相似性，也有差异，且部分与胶质瘤的治疗耐药相关。
• 与血管生成相关的 cargo 对缺血性中风的影响：血管生成在中风后对改善神经功能具有重要意义，且与神经发生密切相关。许多参与胶质瘤血管生成的 cargo，如 VEGF、MMPs、HIF - 1α、TGF - β1、IL - 6 和 IL - 8 等，也是缺血性中风中促进血管生成的关键因子。研究表明，胶质瘤源性 EVs 对内皮细胞生长具有剂量依赖性影响，其中的多种 cargo 参与了中风后的血管生成过程。此外，非编码 RNA（ncRNAs）作为胶质瘤源性 EVs 的 cargo，在胶质瘤和中风的血管生成中也发挥着重要作用，如 miR - 26a、miR - 210 和 lncRNA HOTAIR 等。
• 与炎症相关的 cargo 对缺血性中风的影响：在大脑中，免疫系统激活和炎症对中枢神经系统功能既有有害影响，也有保护作用。在缺血性中风中，炎症级联反应在急性期会加重组织损伤，但随后的适应性免疫反应和炎症过程对组织修复至关重要。胶质瘤源性 EVs 中的 cargo 在调节免疫反应方面发挥着重要作用，一些 cargo 在两种疾病中都参与了免疫调节。例如，miR - 451 和 miR - 21 在缺血性中风中具有神经保护作用，可能通过调节细胞凋亡发挥功能。此外，与巨噬细胞极化、MDSCs 相关的 cargo 以及 T 细胞相关的 cargo 在两种疾病中也存在重叠，这些 cargo 在免疫调节和炎症反应中发挥着不同的作用。

回顾与展望

胶质瘤和缺血性中风在病理上存在显著重叠，细胞外囊泡在二者的相互作用中起着重要作用。然而，胶质瘤和胶质瘤源性 EVs 对整个缺血性中风过程的精确影响尚不清楚。

胶质瘤可作为中风的危险因素，其直接浸润或压迫血管、慢性激活凝血系统以及放疗后的并发症等都可能增加中风风险。在中风发作前，肿瘤的慢性缺氧和血管生成可能已经发生，推测胶质瘤相关的免疫抑制微环境在缺血性中风中可能具有保护作用，并在恢复阶段促进血管生成和神经发生。但在临床治疗中，胶质瘤和缺血性中风同时发生会给中风管理带来挑战，如胶质瘤会加重脑组织损伤、影响治疗方案选择等。

目前，虽然胶质瘤源性 EVs 具有潜在的治疗前景，但在实际应用中仍面临诸多挑战。例如，作为治疗载体，其递送效率和潜在的脱靶效应需要仔细评估；EVs 的异质性导致难以确保其可重复性和治疗一致性；此外，缺血性中风不同阶段的特点不同，确定最佳给药时间对提高治疗效果至关重要。未来需要进一步研究药物递送策略、精确给药时间、先进的纯化技术和可扩展的生物制造工艺，以促进胶质瘤源性 EVs 在临床中的应用。

结论

胶质瘤和缺血性中风在病理过程中存在显著重叠，涉及多种共同的生物学因素。胶质瘤源性 EVs 在介导颅内相互作用和塑造肿瘤微环境方面发挥着关键作用，其 cargo 与中风相关生物因素密切相关，在中风的发生、发展和恢复过程中可能发挥重要作用。尽管需要进一步研究来明确其具体作用，但 EVs 具有潜在的治疗价值，有望为同时治疗胶质瘤和缺血性中风提供新的策略和靶点。