近幾年外(wài)泌體(tǐ)研發持續升溫，全球科研大(dà)咖紛紛紮堆此領域，有關外(wài)泌體(tǐ)載藥、診斷、免疫療法等方向的文章陸續發表在Science、Nature等各大(dà)頂級期刊上，外(wài)泌體(tǐ)已成爲生(shēng)命科學/基礎醫學研究的一(yī)大(dà)熱點。

外(wài)泌體(tǐ)是由哺乳動物(wù)細胞主動向胞外(wài)和體(tǐ)液中(zhōng)釋放(fàng)的納米級雙層囊泡小(xiǎo)體(tǐ)，攜帶多種遺傳物(wù)質，可通過自分(fēn)泌或旁分(fēn)泌途徑被細胞吸收，也可經循環系統被遠距離(lí)靶組織或器官所吸收，能參與機體(tǐ)多種生(shēng)理和病理過程。

外(wài)泌體(tǐ)于1983年首次在體(tǐ)外(wài)培養的綿羊紅細胞上清液中(zhōng)發現且能被多種細胞分(fēn)泌。最初外(wài)泌體(tǐ)被認爲是細胞成熟過程中(zhōng)調節膜功能而釋放(fàng)的多餘膜蛋白(bái)，是清除細胞碎片和淘汰細胞表面分(fēn)子的細胞器。後來越來越多的研究發現，外(wài)泌體(tǐ)在介導炎症反應、細胞增殖、調節細胞外(wài)微環境和誘導機體(tǐ)免疫反應等方面都發揮着重要作用。如今，外(wài)泌體(tǐ)被認爲是疾病的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)和預後因子，另外(wài)還有潛力作爲基因和藥物(wù)遞送的載體(tǐ)，具有重要的臨床意義。

外(wài)泌體(tǐ)作爲癌症的診斷和預後标志(zhì)物(wù)

由于外(wài)泌體(tǐ)可以在體(tǐ)液（例如血液、尿液、唾液和腦脊髓液）中(zhōng)檢測到，因此它們被認爲是疾病診斷的無創或微創生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)，具有檢測包括癌症在内的許多病理狀況的潛力。

當前基因組醫學的重點是發展基于個性化和精準醫學的檢測，所以使用體(tǐ)液（主要是血液和尿液）代替通過手術獲得的組織樣本進行診斷的液體(tǐ)活檢正迅速受到關注，此方法方便且對患者傷害甚微。在液體(tǐ)活檢中(zhōng)主要分(fēn)析循環腫瘤細胞（CTC）、遊離(lí)DNA（cfDNA）和外(wài)泌體(tǐ)。外(wài)泌體(tǐ)因穩定性高并易于從尿液或血液中(zhōng)收集，是開(kāi)展液體(tǐ)活檢的最佳候選者。

miRNA因在機體(tǐ)内起着調節作用被認爲有診斷的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)的潛力，外(wài)泌體(tǐ)miRNA富集的變化可反映生(shēng)理病理的改變。腫瘤特異性循環外(wài)泌體(tǐ)miRNA已被開(kāi)發爲肺癌的早期診斷生(shēng)物(wù)标記。據報道，miR-23b-3p，miR-10b-5p和miR-21-5p是非小(xiǎo)細胞肺癌（NSCLC）患者有希望的預後生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)。

像miRNA一(yī)樣，外(wài)泌體(tǐ)也包含來自宿主細胞的蛋白(bái)質，因此具有潛在的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)來源。通過質譜分(fēn)析外(wài)泌體(tǐ)的整個蛋白(bái)質組已經揭示了前列腺癌和膀胱癌中(zhōng)的各種生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)。一(yī)項涉及276名NSCLC患者的研究确定了外(wài)泌體(tǐ)中(zhōng)NY-ESO-1、EGFR、PLAP、EpCAM和Alix是整體(tǐ)生(shēng)存的蛋白(bái)質生(shēng)物(wù)标記物(wù)。使用細胞外(wài)囊泡陣列（EV Array）系統，由血漿衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)已成功用于評估多标記模型，該系統由針對肺癌相關蛋白(bái)的37種抗體(tǐ)組成。該方法僅使用10μL血漿樣品即可進行分(fēn)析。除了miRNA、蛋白(bái)質外(wài)，來自癌症患者的外(wài)泌體(tǐ)lncRNA還被定義爲新型腫瘤生(shēng)物(wù)标記物(wù)。

基于外(wài)泌體(tǐ)的診斷[1]

外(wài)泌體(tǐ)作爲藥物(wù)輸送系統

外(wài)泌體(tǐ)由于其表面具有多種粘附蛋白(bái)已經成爲基因治療的潛在載體(tǐ)，納米尺寸和柔韌性使它們能夠跨越主要的生(shēng)物(wù)屏障，如血腦屏障（BBB）等。

與脂質體(tǐ)制劑相反，外(wài)泌體(tǐ)是天然存在的分(fēn)泌性膜囊泡，毒性較低，從它們在體(tǐ)内普遍存在可以推斷出其在體(tǐ)内的耐受性很好。另外(wài)，外(wài)泌體(tǐ)固有的歸巢能力暗示了它們在藥物(wù)遞送中(zhōng)的潛在效用。例如，源自黑色素瘤的外(wài)泌體(tǐ)優先進入前哨淋巴結，這種歸巢能力可以用作藥物(wù)的靶向遞送。

Alvarez-Erviti等人研究發現DC衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)可将siRNA傳遞給小(xiǎo)鼠的大(dà)腦，繼而推斷出外(wài)泌體(tǐ)加載的藥物(wù)或siRNA可以通過BBB。他們首先轉導DC以表達外(wài)泌體(tǐ)膜蛋白(bái)LAMP2B，該蛋白(bái)能與神經元特異性RVG肽融合。純化的DC外(wài)泌體(tǐ)中(zhōng)裝有靶向BACE1（阿爾茨海默病的發病機理中(zhōng)的重要調控基因）的外(wài)源siRNA，然後将這些iExosome靜脈注射到小(xiǎo)鼠體(tǐ)内。這些外(wài)泌體(tǐ)特異性進入大(dà)腦中(zhōng)的神經元、小(xiǎo)膠質細胞和少突膠質細胞，導緻小(xiǎo)鼠模型中(zhōng)BACE1基因敲低。這項研究證明了外(wài)泌體(tǐ)特異性全身遞送的可行性，更重要的是，該研究表明外(wài)泌體(tǐ)可以通過生(shēng)物(wù)屏障，表明了基于RNAi的新型腦腫瘤、腦轉移瘤治療的可能性。

外(wài)泌體(tǐ)天然适于運輸蛋白(bái)質、mRNA、miRNA、各種非編碼RNA、線粒體(tǐ)DNA以及基因組DNA，這使得它們可用于遞送幹擾RNA以及其他治療性物(wù)質（如親脂性小(xiǎo)分(fēn)子），已有研究将抗炎劑姜黃素、抗癌劑阿黴素和紫杉醇等裝載到外(wài)泌體(tǐ)囊泡中(zhōng)用于相應疾病的治療。基于外(wài)泌體(tǐ)的藥物(wù)遞送系統由于其内源性在癌症的治療中(zhōng)具有極大(dà)優勢，能使得免疫原性和毒性最小(xiǎo)化。例如，一(yī)些研究表明，與其他遞送系統相比，加載到外(wài)泌體(tǐ)中(zhōng)的阿黴素的治療功效大(dà)大(dà)增強，并且對主要器官系統（尤其是心髒）的不良影響明顯減少。

外(wài)泌體(tǐ)作爲癌症免疫療法

最近，免疫檢查點療法在幾種癌症類型中(zhōng)的成功提高了人們對進一(yī)步探索腫瘤中(zhōng)免疫失調的興趣，其中(zhōng)包括外(wài)泌體(tǐ)腫瘤免疫療法，有望誕生(shēng)抗癌疫苗。

腫瘤來源的外(wài)泌體(tǐ)攜帶抗原，并已被用作針對腫瘤的免疫反應的特異性刺激來源。Thery和他的同事在20年前的研究發現經愛潑斯坦-巴爾病毒轉化的B細胞釋放(fàng)了包含主要組織相容性複合物(wù)（MHC）-II的外(wài)泌體(tǐ)，從而激活了CD4 + T細胞，而樹(shù)突狀細胞分(fēn)泌的外(wài)泌體(tǐ)表達了MHC-I，從而激活了CD8+ T。随後的研究發現，這些外(wài)泌體(tǐ)可以在實驗動物(wù)模型以及人體(tǐ)臨床試驗中(zhōng)誘導抗腫瘤免疫力，包括結腸直腸癌、轉移性皮膚癌和非小(xiǎo)細胞肺癌等。在小(xiǎo)鼠中(zhōng)，腫瘤來源的外(wài)泌體(tǐ)可以作爲抗原遞送系統，并可以以CD4 +和CD8 + T細胞依賴性方式阻止自體(tǐ)腫瘤的發展。在I期臨床試驗中(zhōng)，晚期非小(xiǎo)細胞肺癌或轉移性黑色素瘤患者用樹(shù)突細胞衍生(shēng)的外(wài)來體(tǐ)接種顯示出抗腫瘤免疫應答和腫瘤消退。最近的證據表明，在惡性神經膠質瘤患者中(zhōng)，負載有腫瘤外(wài)泌體(tǐ)的樹(shù)突狀細胞有效地産生(shēng)了針對自體(tǐ)腫瘤細胞的抗腫瘤反應。

研究者認爲，腹水來源的外(wài)泌體(tǐ)與樹(shù)突細胞或腫瘤衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)一(yī)樣有效，可敏化樹(shù)突細胞和主要的細胞毒性T淋巴細胞，從而在體(tǐ)外(wài)殺死自體(tǐ)腫瘤細胞。此外(wài)，從卵巢癌患者的惡性積液衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)已經制備并将進行臨床試驗。Dai及其同事發現，結直腸癌患者的腹水來源外(wài)泌體(tǐ)與粒細胞巨噬細胞集落刺激因子聯合可以有效地誘導晚期結直腸癌患者有效的CEA特異性抗腫瘤免疫力。

但是，腫瘤外(wài)泌體(tǐ)也表現出強烈的促腫瘤免疫反應。腫瘤細胞衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)可以抑制T細胞和NK細胞活化且促進調節性T細胞功能，如攜帶PD-L1的癌細胞衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)能抑制T細胞功能從而促進腫瘤生(shēng)長。除了調節T細胞外(wài)，癌症來源的外(wài)泌體(tǐ)還能抑制DC的活性并促進骨髓來源的抑制細胞（MDSC）的擴增。研究發現胰腺癌衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)通過miR-203下(xià)調TLR4表達來抑制DC細胞因子。腫瘤細胞來源的外(wài)泌體(tǐ)也刺激巨噬細胞向促進癌症的M2期極化。例如，乳腺癌衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)通過糖蛋白(bái)130 / STAT3信号傳導将巨噬細胞極化改變爲M2期。

因此，外(wài)泌體(tǐ)在癌症中(zhōng)同時發揮免疫激活和免疫抑制功能。激活免疫的作用主要取決于外(wài)泌體(tǐ)的抗原呈遞，而外(wài)泌體(tǐ)的免疫抑制作用主要取決于其攜帶的配體(tǐ)，如蛋白(bái)質和miRNA等，它們抑制細胞毒性T細胞的活性或促進免疫抑制細胞增值。了解這兩種功能的潛在機制有益于靶向研究或利用外(wài)泌體(tǐ)治療癌症。

圖片外(wài)泌體(tǐ)在腫瘤免疫中(zhōng)的功能[2]

外(wài)泌體(tǐ)的抑制

外(wài)泌體(tǐ)水平升高通常與不同類型的癌症惡化相關，一(yī)些研究人員(yuán)希望能通過降低腫瘤外(wài)泌體(tǐ)到正常水平來防止不良預後。

從這個角度出發，許多正在進行的研究旨在通過調節外(wài)泌體(tǐ)生(shēng)成分(fēn)泌的過程或通過特異性靶向其成分(fēn)抑制其與靶細胞的相互作用來調節外(wài)泌體(tǐ)的産生(shēng)。

轉化醫學和臨床醫學中(zhōng)基于外(wài)泌體(tǐ)的診斷和治療方法的各種策略[3]

如今我(wǒ)們對外(wài)泌體(tǐ)機制和不同生(shēng)理和病理條件下(xià)的功能的理解呈指數級增長，雖然目前其生(shēng)物(wù)學功能還未完全解析清楚，但研究者們在許多領域均已對其進行了深入探索。外(wài)泌體(tǐ)不是廢物(wù)顆粒，而是細胞間通訊的關鍵介質，作爲宿主細胞的衛星，外(wài)泌體(tǐ)包含大(dà)量的生(shēng)物(wù)信息，其功能超出了最初的預期，宿主細胞控制着外(wài)泌體(tǐ)的内容物(wù)，從而改變了自己或其他細胞的命運。其次，外(wài)泌體(tǐ)對腫瘤的進展和轉移有着強烈的影響，可以通過外(wài)泌體(tǐ)預測轉移的部位并建立轉移前的生(shēng)态位。

另外(wài)，腫瘤細胞分(fēn)泌的外(wài)泌體(tǐ)既可以通過促進抗腫瘤免疫反應來阻斷腫瘤的生(shēng)長，又(yòu)可以通過減弱抗腫瘤免疫或促進血管生(shēng)成來誘導腫瘤的生(shēng)長。但在晚期，癌細胞衍生(shēng)的外(wài)泌體(tǐ)顯示出比免疫激活強得多的免疫抑制作用，基于攜帶抗原的外(wài)泌體(tǐ)疫苗也正在臨床試驗中(zhōng)。雖然将外(wài)泌體(tǐ)用于診斷以及治療的研究仍處于起步階段，但随着對外(wài)泌體(tǐ)更深入的了解和系統評價，外(wài)泌體(tǐ)作爲載體(tǐ)結合基因治療有着極大(dà)的臨床應用潛力。

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