编辑推荐:
本文聚焦肝细胞癌(HCC),深入探讨外泌体在其免疫治疗中的作用。外泌体参与肿瘤微环境(TME)免疫调节,影响免疫细胞功能。文中阐述其作为药物载体、肿瘤疫苗的应用及对免疫治疗耐药性的影响,同时分析面临的挑战,极具科研价值。
引言
肝癌是全球重大健康挑战,肝细胞癌(HCC)最为常见,占原发性肝癌约 90%。其恶性程度高、复发率高、治疗手段有限,多数患者确诊时已至晚期,5 年生存率仅约 24%。系统治疗虽有多种药物,但疗效有限且易产生耐药性。
癌症免疫疗法可增强抗肿瘤免疫反应,但在 HCC 治疗中,受肿瘤微环境(TME)影响,存在免疫逃逸和耐药问题。TME 包含多种免疫细胞和非细胞成分,对 HCC 进展和免疫逃逸意义重大,是免疫治疗的关键靶点。外泌体(30 - 150nm)参与细胞间通讯,在 HCC 的 TME 塑造中作用关键,其独特性质使其有望成为创新治疗工具。
外泌体的生物发生和功能
细胞在生理和病理状态下均可产生细胞外囊泡(EVs),外泌体是其中一类,大小约 30 - 150nm,在旁分泌信号传导和细胞间通讯中至关重要。其生物发生始于细胞膜内陷形成早期内体,再发展为晚期分选内体(LSEs),最终形成多泡体(MVBs)。MVBs 与细胞膜融合释放内含体小泡(ILVs)成为外泌体,携带 DNA、mRNA、非编码 RNA(ncRNAs)、脂质、代谢物和蛋白质等多种物质。
外泌体通过传递这些物质影响受体细胞生物学活性,可启动下游信号通路、诱导表观遗传修饰、促进膜融合激活细胞内信号,在癌症、心血管疾病等多种疾病中发挥作用,且作为天然药物递送系统,具有低免疫原性、高稳定性等优势。
外泌体在免疫反应和癌症免疫治疗中的调节作用
外泌体可通过多种方式调节免疫反应。肿瘤来源的外泌体(TEXs)能促进免疫抑制,如外泌体表面的程序性死亡配体 1(PD-L1)与 T 细胞表面的程序性死亡受体 1(PD-1)结合,抑制 T 细胞功能,帮助肿瘤细胞逃避免疫监视。TEXs 还可通过重编程 T 细胞能量代谢抑制其功能,如外泌体中的白细胞介素 - 8(IL-8)可下调糖酵解酶,抑制 CD8+ T 细胞增殖。
此外,外泌体与多种免疫细胞相互作用调节 TME,如膀胱癌细胞来源的外泌体 circRNA_0013936 可促进髓源性抑制细胞(MDSCs)的免疫抑制功能。同时,不同信号通路参与外泌体中免疫抑制或免疫刺激物质的分选,转化生长因子 -β(TGF-β)通路与免疫抑制相关,核因子 -κB(NF-κB)通路与免疫刺激相关。
外泌体在 HCC 免疫反应中的调节作用
HCC 的 TME 具有独特特征,免疫细胞和分子促进肿瘤生长,削弱细胞毒性免疫反应。TEXs 在 TME 中作为免疫调节剂,促进肿瘤细胞与免疫细胞相互作用,推动免疫逃逸和肿瘤进展。
TEXs 及其携带的 miR-200b-3p 可诱导巨噬细胞向 M2 型极化,促进 HCC 进展;TEXs 分泌的 PCED1B-AS1 可增强肿瘤细胞 PD-L1 表达,抑制 T 细胞功能。缺氧在 HCC 肿瘤形成中起关键作用,缺氧肿瘤细胞分泌的外泌体可促进 M2 巨噬细胞极化,抑制 CD8+ T 细胞功能。内质网(ER)应激也会影响 HCC 的免疫反应,ER 应激的肿瘤细胞分泌的外泌体可激活 STAT3 通路,调节巨噬细胞功能。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)来源的外泌体同样参与 HCC 免疫调节,促进肿瘤细胞增殖和免疫逃逸。
外泌体在 HCC 免疫治疗中的应用
外泌体作为 HCC 免疫治疗的药物递送工具
免疫疗法是 HCC 重要治疗策略,但转移性 HCC 的抑制性 TME 限制其疗效。工程化外泌体作为 “天然纳米颗粒” 药物递送载体备受关注。例如,通过外泌体将靶向 STAT6 的反义寡核苷酸(ASO)递送至巨噬细胞,可将 M2 型巨噬细胞重编程为 M1 型,增强抗肿瘤免疫反应;MPDA/ICG 共载的外泌体样纳米颗粒可协同进行肿瘤靶向光免疫治疗,改善治疗效果。
外泌体在肿瘤疫苗中的作用
肿瘤疫苗通过激发患者自身免疫反应治疗癌症。从表达甲胎蛋白(AFP)的树突状细胞(DCs)获取的外泌体可作为纳米疫苗,逆转免疫抑制性 TME;工程化 DC 来源的外泌体与特定肽和蛋白结构域偶联,可增强肿瘤新抗原的交叉呈递和 T 细胞反应,微波消融联合 DC 来源的外泌体疫苗可显著抑制 HCC 肿瘤生长。
外泌体在免疫检查点阻断治疗耐药中的作用
免疫检查点阻断治疗在癌症治疗中取得一定成效,但部分患者存在耐药问题。外泌体可影响免疫治疗效果,肿瘤细胞来源的外泌体 PD-L1 可抑制 T 细胞激活,导致免疫逃逸;外泌体携带的肿瘤相关抗原可干扰抗肿瘤免疫治疗,如 TEXs 包裹的 circCCAR1 可导致 CD8+ T 细胞功能障碍,促进对免疫治疗的耐药性。间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体在免疫调节中发挥重要作用,其对 HCC 免疫治疗的影响有待进一步研究。
基于外泌体的癌症治疗应用面临的挑战
外泌体在疾病诊断和治疗中具有潜力,但应用面临诸多挑战。外泌体生物发生机制复杂,货物分选过程尚不完全清楚,且存在多种亚群,增加了研究难度。目前外泌体分离和表征技术有限,难以有效研究其亚群。
安全性也是外泌体治疗的重要问题,外泌体可能在非靶组织积累,影响治疗效果和安全性。此外,生产足够数量、高纯度的外泌体存在技术困难,成本高昂,限制了其临床应用。肠道微生物群对外泌体治疗 HCC 免疫疗效的影响也有待进一步研究。
结论
HCC 是全球致命癌症之一,传统治疗常因耐药失败,探索创新治疗策略至关重要。外泌体在 HCC 免疫治疗中展现出潜力,可调节 TME 免疫反应,作为药物载体、肿瘤疫苗和免疫治疗耐药调节剂具有应用前景。然而,外泌体治疗 HCC 面临靶向效率低、药物加载和释放技术困难、免疫原性和安全性等问题,需要进一步研究解决。临床研究对评估外泌体治疗的安全性和有效性至关重要,有望推动个性化治疗方案的发展,充分发挥外泌体在 HCC 治疗中的潜力。