综述:外泌体整合生物材料增强癌症免疫治疗

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nano Today 13.2

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  这篇综述系统阐述了外泌体(exosomes)与生物材料结合在癌症免疫治疗中的突破性进展。通过诱导肿瘤细胞免疫原性死亡(ICD)、增强抗原呈递、调节效应T细胞及抑制免疫抑制细胞(Tregs/TAMs/MDSCs),该复合纳米平台克服了传统免疫检查点阻断(ICB)、CAR-T疗法对实体瘤疗效不足的瓶颈,为逆转免疫抑制微环境(TME)提供了新策略。

  

外泌体整合生物材料:癌症免疫治疗的纳米级革命

Abstract
癌症免疫治疗虽取得显著进展,但实体瘤治疗仍面临免疫逃逸和免疫抑制微环境(TME)的挑战。外泌体整合生物材料融合了外泌体的天然靶向性与生物材料的可设计性,通过递送肿瘤抗原、穿透生物屏障(如血脑屏障)及调控免疫细胞,为增强抗肿瘤免疫应答提供了创新解决方案。

Introduction
全球癌症负担预计2050年将达3500万例,而现有免疫疗法(如PD-1/PD-L1抑制剂、CAR-T)对实体瘤响应率有限。肿瘤通过低免疫原性抗原、免疫抑制细胞(Tregs、TAMs、MDSCs)及缺氧/高ROS的TME逃逸攻击。外泌体(40–160 nm)作为天然囊泡,携带母细胞核酸和蛋白,通过膜融合避免溶酶体降解,是理想的药物载体。结合生物材料的尺寸可控性,该复合系统可优化药代动力学并激活T细胞。

Preparation of exosomes-incorporated biomaterials
制备方法分为三类:孵育法(保留外泌体特性但载药效率低)、物理法(如超声/电穿孔提高载药量但可能损伤膜结构)和原位化学合成(复杂但精准)。例如,通过疏水相互作用将化疗药物阿霉素(DOX)嵌入外泌体脂质双层,或利用点击化学修饰外泌体表面靶向肽。

Exosomes-incorporated biomaterials stimulate anti-cancer immune responses
该平台通过多重机制激活抗癌免疫循环:

  1. 诱导免疫原性细胞死亡(ICD):负载光热剂(如IR780)的外泌体在近红外光下产热,触发肿瘤细胞释放损伤相关分子模式(DAMPs),促进树突状细胞(DCs)成熟。
  2. 增强抗原呈递:外泌体携带肿瘤新抗原至DCs,通过MHC-I/II途径激活CD8+
    /CD4+
    T细胞。
  3. 调节T细胞应答:递送IL-12等细胞因子至肿瘤浸润淋巴细胞(TILs),逆转T细胞耗竭。

Exosomes-incorporated biomaterials reverse tumor immune tolerance microenvironments
靶向免疫抑制细胞是关键突破点:

  • Tregs:递送siRNA敲低Foxp3基因,削弱其抑制功能。
  • TAMs:载有STAT3抑制剂的外泌体将M2型巨噬细胞重编程为促炎的M1型。
  • MDSCs:通过阻断Arg-1/iNOS通路减少其免疫抑制活性。

Conclusions and perspectives
尽管临床转化面临标准化生产、规模化制备等挑战,外泌体整合生物材料凭借其“天然-合成”杂交优势,有望成为下一代免疫治疗平台。未来需优化靶向修饰策略并探索联合疗法(如联合ICB),以突破实体瘤治疗瓶颈。

作者团队
第一作者Yuechong Li(北京协和医学院博士研究生)专注于乳腺癌外泌体免疫治疗研究,通讯作者Songjie Shen与Jianxun Ding团队在纳米生物材料领域具有深厚积累。研究获中国国家自然科学基金(52173149等)支持。

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