前言

外泌體是直徑約為100nm的小型囊泡，它們廣泛存在于各種體液中，包括血液、唾液、眼淚和尿液，并可由各種細胞分泌。外泌體可以運輸?shù)鞍踪|、脂質、核酸和其他物質，并作為細胞內(nèi)載體，在調(diào)節(jié)細胞間通訊中起著關鍵作用。

外泌體是一種理想的藥物遞送系統(tǒng)，具有多種優(yōu)點：如免疫原性低、穩(wěn)定性好和靶向能力。外泌體不具有細胞和器官中的復雜性，使其免疫原性較低。同時，與單個蛋白質或小分子不同，外泌體含有異質分子，可確保外泌體在人體內(nèi)的良好生物分布、藥代動力學和細胞攝取，更容易用于治療。外泌體作為各種治療藥物的載體，有效保護了治療藥物在體內(nèi)的完整性，極大地提高了藥物的生物利用度，減少了藥物的毒副作用，最大限度地提高了抗腫瘤效率。

外泌體可以以不同的方式用于腫瘤治療。腫瘤衍生的外泌體（TEX）作為信使調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境。在癌癥的初始階段，腫瘤細胞分泌的外泌體數(shù)量顯著高于正常細胞，TEX被認為反映了各種癌癥的分子特征。開發(fā)減少腫瘤細胞外泌體分泌的療法可能會更好地抑制腫瘤發(fā)生。外泌體可以通過多種機制發(fā)揮其生理活性，包括吞噬作用、胞飲作用、融合和受體或脂筏介導的內(nèi)吞作用。這些細胞吸收外泌體的獨特機制促進了基于外泌體的癌癥療法的發(fā)展。此外，外泌體在介導腫瘤微環(huán)境中腫瘤細胞與TAM之間的細胞間信息傳遞發(fā)揮著重要的功能，這可能為抗腫瘤治療提供新的靶點。

外泌體作為癌癥疫苗抗原和疫苗增效劑

眾所周知，與正常細胞相比，即使在腫瘤進展的早期階段，腫瘤細胞也會向血漿和體液中釋放更多的外泌體。TEX提供免疫刺激或免疫抑制分子，調(diào)節(jié)免疫細胞的發(fā)育、成熟和抗腫瘤能力。來自TEX的腫瘤相關抗原可以通過樹突狀細胞（DC）呈遞，DC細胞激活腫瘤特異性細胞毒性T淋巴細胞（CTL）以誘導抗腫瘤免疫。與腫瘤裂解物相比，TEX由于更豐富的免疫刺激成分而增強了疫苗效果。此外，TEX還含有促進DC攝取各種抗原的功能性標記物。因此，TEX已成為一種很有前途的抗原來源和腫瘤疫苗的增效劑。

許多研究人員發(fā)現(xiàn)，TEX在體內(nèi)和體外刺激抗腫瘤免疫反應。在轉移性黑色素瘤小鼠模型中接種TEX后，發(fā)現(xiàn)Th1免疫反應被激活，從而顯著抑制腫瘤生長，并抑制肺轉移。然而，TEX在腫瘤免疫中具有雙向作用。TEX的另一個作用就是重塑腫瘤免疫微環(huán)境，并在逃逸期介導腫瘤免疫抑制。TEX以Fas配體或腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體的形式誘導T細胞凋亡，它們還通過免疫抑制分子如TGF-β、前列腺素E2和其他免疫抑制分子抑制抗腫瘤功能。此外，它們上調(diào)抑制性免疫檢查點分子。因此，應合理考慮TEX在腫瘤免疫治療中的負面影響。

DC衍生的外泌體（DEX）有望成為具有抗原呈遞和免疫細胞激活分子的無細胞疫苗。首先，抗原呈遞MHC I和II類分子以及共刺激分子CD80和CD86有助于T細胞活化。其次，粘附和靶向的相關蛋白、整合素以及細胞間粘附分子-1有助于DEX的靶向。第三，膜轉運蛋白和融合蛋白有助于將抗原裝載到MHC上，并增強DEX的免疫原性。與DC疫苗相比，DEX受腫瘤免疫抑制微環(huán)境的影響較小，早期研究已經(jīng)證明了DEX疫苗在腫瘤治療中的可行性，并發(fā)現(xiàn)DEX參與NK細胞介導的先天免疫。此外，DEX疫苗與微波消融和基因療法等其他療法相結合，取得了比其他療法更好的抗腫瘤效果。DEX比TEX具有優(yōu)勢，包括更多樣的抗原呈遞方式，提高抗腫瘤免疫分子和靶向分子的表達，以及更好地刺激先天免疫。盡管如此，DEX仍有一些局限性。受腫瘤復雜免疫微環(huán)境的阻礙，DEX需要更強的活性來誘導免疫反應，這意味著未來需要開發(fā)更合適的抗原和佐劑來裝載DEX。

增強腫瘤抗原攝取

當先天免疫細胞（如吞噬細胞和DC）遇到腫瘤細胞時，它們可以迅速吞噬腫瘤細胞，并將腫瘤抗原呈遞給T細胞，從而誘導抗腫瘤免疫反應。然而，腫瘤細胞可以發(fā)出“不要吃我”的信號，如CD47、B2M、PD-L1和CD24，這些信號與SIRP、LILRB1、PD-1和Siglec10有關，分別作用于先天免疫細胞。這種關聯(lián)將腫瘤細胞標記為“自身”，即作為分子阻止腫瘤細胞被吞噬以及隨后先天免疫細胞呈遞腫瘤抗原，從而抑制抗腫瘤免疫反應。

SIRP-α高表達的外泌體可作為免疫檢查點抑制劑，可以競爭性地結合腫瘤細胞上的CD47，抑制CD47和SIRP-α介導的細胞相互作用，從而增強了免疫細胞在腫瘤微環(huán)境中的吞噬作用。這些外泌體顯示出顯著的抗腫瘤作用，成功誘導了適應性T細胞免疫反應，并促進了CD8 + T細胞浸潤腫瘤。

外泌體在藥物遞送中的作用

外泌體可以攜帶多種抗腫瘤藥物，以實現(xiàn)更精確的腫瘤靶向和更強的治療效果。這些藥物類型包括非編碼RNA（ncRNA）、蛋白藥物、小分子藥物、膜蛋白以及天然產(chǎn)物等。

阿霉素和紫杉醇是常見的外泌體負載的化療藥物，可抑制腫瘤細胞的快速增殖，并發(fā)揮抗癌作用。在骨肉瘤中，MSC衍生的外泌體有效遞送阿霉素已被證明產(chǎn)生更強的抗腫瘤作用和更低的毒性。此外，在結直腸癌治療中，與阿霉素相比，負載阿霉素的MSC衍生外泌體顯示出更高的腫瘤積聚和更快的肝臟清除。

靶向能力是外泌體作為藥物遞送系統(tǒng)的主要考慮因素之一。天然外泌體繼承了其親代細胞的特性，并表達靶向分子，這些分子可以天然靶向特定細胞。TEX來自親本腫瘤細胞，使其成為藥物遞送的良好載體。負載化療藥物的TEX在腫瘤組織中表現(xiàn)出高蓄積性和良好療效。

與天然外泌體相比，工程化外泌體是更有利的藥物遞送系統(tǒng)，因為它們具有更高的活性和靶向能力，同時保留了天然外泌體的特性。工程外泌體的靶向修飾劑包括抗體、適配體、配體、肽和聚合物。聚乙二醇等官能團的加入使外泌體能夠被動靶向腫瘤。修飾外泌體的常見配體還包括靶向葉酸受體的葉酸和靶向CD44的透明質酸等。

外泌體在腫瘤免疫治療中的臨床應用

生物標志物的檢測是外泌體臨床試驗的主要部分。外泌體具有良好的穩(wěn)定性，能夠充分反映來自親代細胞的信息。就腫瘤免疫治療而言，外泌體可能有助于實現(xiàn)優(yōu)越的液體活檢方法以及更好地預測腫瘤免疫治療效果。

臨床試驗NCT02890849通過檢測癌癥放療前后不同時間外泌體中PD-L1的表達水平，研究腫瘤組織與外泌體之間PD-L1表達的差異，旨在指導放射治療與免疫療法相結合的臨床實踐。外泌體PD-L1、LAG-3和miRNA表達的檢測可以有效預測腫瘤免疫治療的療效（NCT05575622、NCT04427475、NCT05854030和NCT05705583）。然而，外泌體作為免疫治療相關生物標志物的應用還存在一些問題。不同類型腫瘤分泌的外泌體可能在不同的體液中富集，并可能在病理條件下存在不同的循環(huán)水平。免疫治療相關的生物標志物，尤其是ncRNA，也可能因腫瘤而異。此外，外泌體的分選和分泌機制還有待深入研究。

另外一些臨床試驗已經(jīng)評估了外泌體作為藥物載體的可行性。比如，一項試驗研究了結直腸癌癌癥中天然產(chǎn)物姜黃素的外泌體遞送，與外泌體來源于植物相比存在差異（NCT01294072）。在腫瘤免疫治療中，STAT6的反義寡核苷酸靶向腫瘤相關巨噬細胞，并促進誘導腫瘤相關巨噬細胞重編程為M1表型。負載STAT6反義寡核苷酸的外泌體作為巨噬細胞重編程藥物的臨床試驗正在進行中（NCT05375604）。

外泌體疫苗是外泌體在腫瘤免疫治療中最早的臨床應用。兩項針對黑色素瘤和非小細胞肺癌癌癥的早期臨床試驗已經(jīng)證明了DC-來源的外泌體疫苗用于腫瘤治療的可行性和安全性。TEX也已用于臨床試驗，研究人員通過給復發(fā)性惡性膠質瘤患者接種治療性腫瘤細胞死亡后釋放的外泌體來誘導免疫反應（NCT01550523）。

然而，腫瘤學領域關于外泌體疫苗的這些臨床試驗只提供了有限的信息，外泌體疫苗在臨床上還有很長的路要走。為了獲得良好的治療效果，外泌體的來源、抗原的選擇和患者的篩選是需要考慮的重要因素。此外，免疫細胞和腫瘤細胞來源的外泌體可能攜帶對腫瘤免疫療法具有雙重作用的天然成分，也可能導致腫瘤細胞表型的變化，這需要詳細的機制研究。盡管有這些問題，但設計良好的外泌體疫苗無疑是腫瘤免疫治療的有力工具。

小結

外泌體作為近年來的一個熱門領域，其可以在腫瘤免疫治療中發(fā)揮多種作用。外泌體代表了一種有前途且可靠的癌癥免疫治療新治療策略。未來，外泌體的產(chǎn)生、負載、分泌以及與腫瘤免疫相關方面的研究將為外泌體臨床應用提供堅實的理論基礎，并指導我們開發(fā)新一代的癌癥治療技術。

參考文獻：

1. Biologyand function of exosomes in tumor immunotherapy. Biomed Pharmacother.2023Nov 9:169:115853

       原文標題 : 外泌體在腫瘤免疫治療中的生物學功能和臨床應用