前言

外泌体是直径约为100nm的小型囊泡，它们广泛存在于各种体液中，包括血液、唾液、眼泪和尿液，并可由各种细胞分泌。外泌体可以运输蛋白质、脂质、核酸和其他物质，并作为细胞内载体，在调节细胞间通讯中起着关键作用。

外泌体是一种理想的药物递送系统，具有多种优点：如免疫原性低、稳定性好和靶向能力。外泌体不具有细胞和器官中的复杂性，使其免疫原性较低。同时，与单个蛋白质或小分子不同，外泌体含有异质分子，可确保外泌体在人体内的良好生物分布、药代动力学和细胞摄取，更容易用于治疗。外泌体作为各种治疗药物的载体，有效保护了治疗药物在体内的完整性，极大地提高了药物的生物利用度，减少了药物的毒副作用，最大限度地提高了抗肿瘤效率。

外泌体可以以不同的方式用于肿瘤治疗。肿瘤衍生的外泌体（TEX）作为信使调节肿瘤微环境。在癌症的初始阶段，肿瘤细胞分泌的外泌体数量显著高于正常细胞，TEX被认为反映了各种癌症的分子特征。开发减少肿瘤细胞外泌体分泌的疗法可能会更好地抑制肿瘤发生。外泌体可以通过多种机制发挥其生理活性，包括吞噬作用、胞饮作用、融合和受体或脂筏介导的内吞作用。这些细胞吸收外泌体的独特机制促进了基于外泌体的癌症疗法的发展。此外，外泌体在介导肿瘤微环境中肿瘤细胞与TAM之间的细胞间信息传递发挥着重要的功能，这可能为抗肿瘤治疗提供新的靶点。

外泌体作为癌症疫苗抗原和疫苗增效剂

众所周知，与正常细胞相比，即使在肿瘤进展的早期阶段，肿瘤细胞也会向血浆和体液中释放更多的外泌体。TEX提供免疫刺激或免疫抑制分子，调节免疫细胞的发育、成熟和抗肿瘤能力。来自TEX的肿瘤相关抗原可以通过树突状细胞（DC）呈递，DC细胞激活肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）以诱导抗肿瘤免疫。与肿瘤裂解物相比，TEX由于更丰富的免疫刺激成分而增强了疫苗效果。此外，TEX还含有促进DC摄取各种抗原的功能性标记物。因此，TEX已成为一种很有前途的抗原来源和肿瘤疫苗的增效剂。

许多研究人员发现，TEX在体内和体外刺激抗肿瘤免疫反应。在转移性黑色素瘤小鼠模型中接种TEX后，发现Th1免疫反应被激活，从而显著抑制肿瘤生长，并抑制肺转移。然而，TEX在肿瘤免疫中具有双向作用。TEX的另一个作用就是重塑肿瘤免疫微环境，并在逃逸期介导肿瘤免疫抑制。TEX以Fas配体或肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体的形式诱导T细胞凋亡，它们还通过免疫抑制分子如TGF-β、前列腺素E2和其他免疫抑制分子抑制抗肿瘤功能。此外，它们上调抑制性免疫检查点分子。因此，应合理考虑TEX在肿瘤免疫治疗中的负面影响。

DC衍生的外泌体（DEX）有望成为具有抗原呈递和免疫细胞激活分子的无细胞疫苗。首先，抗原呈递MHC I和II类分子以及共刺激分子CD80和CD86有助于T细胞活化。其次，粘附和靶向的相关蛋白、整合素以及细胞间粘附分子-1有助于DEX的靶向。第三，膜转运蛋白和融合蛋白有助于将抗原装载到MHC上，并增强DEX的免疫原性。与DC疫苗相比，DEX受肿瘤免疫抑制微环境的影响较小，早期研究已经证明了DEX疫苗在肿瘤治疗中的可行性，并发现DEX参与NK细胞介导的先天免疫。此外，DEX疫苗与微波消融和基因疗法等其他疗法相结合，取得了比其他疗法更好的抗肿瘤效果。DEX比TEX具有优势，包括更多样的抗原呈递方式，提高抗肿瘤免疫分子和靶向分子的表达，以及更好地刺激先天免疫。尽管如此，DEX仍有一些局限性。受肿瘤复杂免疫微环境的阻碍，DEX需要更强的活性来诱导免疫反应，这意味着未来需要开发更合适的抗原和佐剂来装载DEX。

增强肿瘤抗原摄取

当先天免疫细胞（如吞噬细胞和DC）遇到肿瘤细胞时，它们可以迅速吞噬肿瘤细胞，并将肿瘤抗原呈递给T细胞，从而诱导抗肿瘤免疫反应。然而，肿瘤细胞可以发出“不要吃我”的信号，如CD47、B2M、PD-L1和CD24，这些信号与SIRP、LILRB1、PD-1和Siglec10有关，分别作用于先天免疫细胞。这种关联将肿瘤细胞标记为“自身”，即作为分子阻止肿瘤细胞被吞噬以及随后先天免疫细胞呈递肿瘤抗原，从而抑制抗肿瘤免疫反应。

SIRP-α高表达的外泌体可作为免疫检查点抑制剂，可以竞争性地结合肿瘤细胞上的CD47，抑制CD47和SIRP-α介导的细胞相互作用，从而增强了免疫细胞在肿瘤微环境中的吞噬作用。这些外泌体显示出显著的抗肿瘤作用，成功诱导了适应性T细胞免疫反应，并促进了CD8 + T细胞浸润肿瘤。

外泌体在药物递送中的作用

外泌体可以携带多种抗肿瘤药物，以实现更精确的肿瘤靶向和更强的治疗效果。这些药物类型包括非编码RNA（ncRNA）、蛋白药物、小分子药物、膜蛋白以及天然产物等。

阿霉素和紫杉醇是常见的外泌体负载的化疗药物，可抑制肿瘤细胞的快速增殖，并发挥抗癌作用。在骨肉瘤中，MSC衍生的外泌体有效递送阿霉素已被证明产生更强的抗肿瘤作用和更低的毒性。此外，在结直肠癌治疗中，与阿霉素相比，负载阿霉素的MSC衍生外泌体显示出更高的肿瘤积聚和更快的肝脏清除。

靶向能力是外泌体作为药物递送系统的主要考虑因素之一。天然外泌体继承了其亲代细胞的特性，并表达靶向分子，这些分子可以天然靶向特定细胞。TEX来自亲本肿瘤细胞，使其成为药物递送的良好载体。负载化疗药物的TEX在肿瘤组织中表现出高蓄积性和良好疗效。

与天然外泌体相比，工程化外泌体是更有利的药物递送系统，因为它们具有更高的活性和靶向能力，同时保留了天然外泌体的特性。工程外泌体的靶向修饰剂包括抗体、适配体、配体、肽和聚合物。聚乙二醇等官能团的加入使外泌体能够被动靶向肿瘤。修饰外泌体的常见配体还包括靶向叶酸受体的叶酸和靶向CD44的透明质酸等。

外泌体在肿瘤免疫治疗中的临床应用

生物标志物的检测是外泌体临床试验的主要部分。外泌体具有良好的稳定性，能够充分反映来自亲代细胞的信息。就肿瘤免疫治疗而言，外泌体可能有助于实现优越的液体活检方法以及更好地预测肿瘤免疫治疗效果。

临床试验NCT02890849通过检测癌症放疗前后不同时间外泌体中PD-L1的表达水平，研究肿瘤组织与外泌体之间PD-L1表达的差异，旨在指导放射治疗与免疫疗法相结合的临床实践。外泌体PD-L1、LAG-3和miRNA表达的检测可以有效预测肿瘤免疫治疗的疗效（NCT05575622、NCT04427475、NCT05854030和NCT05705583）。然而，外泌体作为免疫治疗相关生物标志物的应用还存在一些问题。不同类型肿瘤分泌的外泌体可能在不同的体液中富集，并可能在病理条件下存在不同的循环水平。免疫治疗相关的生物标志物，尤其是ncRNA，也可能因肿瘤而异。此外，外泌体的分选和分泌机制还有待深入研究。

另外一些临床试验已经评估了外泌体作为药物载体的可行性。比如，一项试验研究了结直肠癌癌症中天然产物姜黄素的外泌体递送，与外泌体来源于植物相比存在差异（NCT01294072）。在肿瘤免疫治疗中，STAT6的反义寡核苷酸靶向肿瘤相关巨噬细胞，并促进诱导肿瘤相关巨噬细胞重编程为M1表型。负载STAT6反义寡核苷酸的外泌体作为巨噬细胞重编程药物的临床试验正在进行中（NCT05375604）。

外泌体疫苗是外泌体在肿瘤免疫治疗中最早的临床应用。两项针对黑色素瘤和非小细胞肺癌癌症的早期临床试验已经证明了DC-来源的外泌体疫苗用于肿瘤治疗的可行性和安全性。TEX也已用于临床试验，研究人员通过给复发性恶性胶质瘤患者接种治疗性肿瘤细胞死亡后释放的外泌体来诱导免疫反应（NCT01550523）。

然而，肿瘤学领域关于外泌体疫苗的这些临床试验只提供了有限的信息，外泌体疫苗在临床上还有很长的路要走。为了获得良好的治疗效果，外泌体的来源、抗原的选择和患者的筛选是需要考虑的重要因素。此外，免疫细胞和肿瘤细胞来源的外泌体可能携带对肿瘤免疫疗法具有双重作用的天然成分，也可能导致肿瘤细胞表型的变化，这需要详细的机制研究。尽管有这些问题，但设计良好的外泌体疫苗无疑是肿瘤免疫治疗的有力工具。

小结

外泌体作为近年来的一个热门领域，其可以在肿瘤免疫治疗中发挥多种作用。外泌体代表了一种有前途且可靠的癌症免疫治疗新治疗策略。未来，外泌体的产生、负载、分泌以及与肿瘤免疫相关方面的研究将为外泌体临床应用提供坚实的理论基础，并指导我们开发新一代的癌症治疗技术。

参考文献：

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

       原文标题 : 外泌体在肿瘤免疫治疗中的生物学功能和临床应用