综述:利用工程化细胞外囊泡增强治疗效能:癌症免疫治疗的新进展

【字体: 时间:2025年05月03日 来源:Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 11.4

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  这篇综述系统阐述了工程化细胞外囊泡(EVs)在癌症免疫治疗中的突破性应用。通过改造EVs的生物发生、表面特性和内容物(如免疫调节分子和基因编辑工具GETs),可精准调控肿瘤微环境(TME),克服免疫抑制并增强靶向递送。文章还探讨了EVs作为纳米疫苗平台、免疫检查点阻断剂及多模式协同治疗的潜力,同时分析了临床转化面临的规模化生产与安全性挑战。

  

引言

癌症仍是全球健康的主要威胁,传统疗法如手术和化疗存在局限性。免疫治疗通过激活机体免疫系统对抗肿瘤,但面临肿瘤免疫逃逸(TIE)和系统性毒性等问题。细胞外囊泡(EVs)——尤其是外泌体(Exos)等纳米级膜泡——因其天然递送能力和低毒性成为研究热点。工程化EVs通过装载免疫调节分子或基因编辑工具(GETs),可重塑免疫抑制性TME,为癌症治疗提供新策略。

EVs的生物发生与组成

EVs是由细胞分泌的脂质双层结构,按大小和来源分为外泌体(Exos,30-150 nm)、微泡(MVs)和凋亡小体(ABs)。Exos通过多泡体(MVBs)与质膜融合释放,携带蛋白质(如MHC分子)、脂质和核酸(miRNA、circRNA)。肿瘤来源EVs(TEX)富含肿瘤相关抗原(TAAs),既能促进免疫激活,也可能介导免疫抑制。例如,外泌体表面蛋白LAMP-2B可被改造为靶向配体载体,而hnRNPA2B1等RNA结合蛋白调控miRNA分选。

EVs的工程化策略

基因工程:通过重组DNA技术(rDNA)使母细胞分泌携带特定蛋白(如PD-1)或siRNA的EVs。例如,LAMP-2B融合靶向肽可增强肿瘤特异性归巢。
表面修饰:采用点击化学(CuAAC)或非共价结合(如cRGDyK肽靶向整合素)优化EVs的靶向性。NK细胞膜包被的仿生纳米颗粒(NK-NPs)能显著抑制肿瘤生长。
内部载药:电穿孔或超声法可高效装载化疗药物(如阿霉素)或核酸(如CRISPR-Cas9),但需平衡载药效率与膜完整性。

癌症免疫治疗应用

纳米疫苗平台:DC来源EVs(DEVs)携带TAAs激活树突状细胞(DCs),而M1巨噬细胞EVs(M1-Exos)通过抑制Wnt通路将M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化为抗肿瘤M1型。
细胞毒性效应:CAR-T细胞衍生的EVs保留母细胞杀伤功能,而IL-2修饰的EVs(IL2-sEVs)可降低PD-L1表达,增强CD8+ T细胞活性。
重塑TME:EVs递送STING激动剂激活cGAS-STING通路,或通过siRNA沉默Galectin-9(Gal-9)逆转胰腺癌(PDAC)的免疫抑制。
免疫检查点阻断:PD-1修饰的EVs模拟抗体功能,而细菌外膜囊泡(OMVs)联合PD-L1阻断显著抑制结肠癌。

挑战与展望

尽管工程化EVs在动物模型中效果显著,但临床转化仍需解决EVs异质性、规模化生产(GMP标准)及长期安全性问题。未来需优化分离技术(如微流控)、建立标准化质控体系,并探索合成EVs等替代方案。通过多学科协作,EVs有望成为癌症精准治疗的革命性工具。

全文通过详实的机制解析和案例展示,揭示了工程化EVs在突破肿瘤治疗瓶颈中的独特价值,为研究者提供了从基础到临床的全景视角。

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