综述：CAR工程化免疫细胞来源的外泌体：克服肿瘤免疫治疗障碍的新兴纳米前沿

这篇综述系统阐述了CAR（嵌合抗原受体）工程化免疫细胞（T/NK/巨噬细胞）来源的外泌体（CAR-Exosomes）在肿瘤免疫治疗中的突破性进展。文章详细分析了CAR-T/NK/M疗法的局限性（如CRS、TME抑制），重点介绍了CAR-Exosomes通过纳米级通讯途径继承母细胞靶向能力的同时，兼具低免疫原性、强组织穿透性和多重载药优势，为实体瘤治疗提供了全新策略。

　　

引言

CAR（嵌合抗原受体）工程化细胞疗法在血液肿瘤中成效显著，但在实体瘤治疗中面临毒性、浸润不足和免疫抑制微环境等挑战。近年来，源自CAR-T、CAR-NK和CAR-M细胞的外泌体（CAR-Exosomes）凭借纳米级尺寸和天然生物特性，成为突破这些瓶颈的新兴平台。这些30-150纳米的脂质囊泡不仅携带母细胞的肿瘤靶向能力，还展现出低免疫原性、高效组织穿透性和多重载药潜力，为下一代肿瘤免疫治疗提供了创新思路。

CAR免疫细胞疗法的机制与局限

CAR-T细胞疗法

CAR-T细胞通过表面CAR结构识别肿瘤抗原，通过释放穿孔素/颗粒酶B、FasL通路和分泌IFN-γ等细胞因子杀伤肿瘤。尽管在B细胞白血病等血液瘤中缓解率超80%，其应用仍受限于CRS（细胞因子释放综合征）、神经毒性及实体瘤中抗原逃逸和TME（肿瘤微环境）抑制。

CAR-NK与CAR-M疗法

CAR-NK细胞通过双重识别（CAR+NKG2D受体）和ADCC（抗体依赖性细胞毒性）增强靶向性，但体内半衰期不足10天。CAR-M则通过吞噬作用、分泌基质金属蛋白酶和招募免疫细胞发挥作用，却易被TME极化为促瘤的M2表型。

CAR-Exosomes的生物学特性

分子特征

CAR-Exosomes携带母细胞的CAR结构（如二代CAR含scFv⁺CD8α铰链和4-1BB/CD3ζ信号域）及效应分子（如穿孔素、颗粒酶B）。其中：

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  CAR-T-Exosomes：高表达CD3、CXCR4和MHC-I；

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  CAR-NK-Exosomes：保留NK细胞激活受体；

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  CAR-M-Exosomes：富含免疫调节因子CXCL10，可招募CD8⁺T细胞。

分离与工程化策略

外泌体可通过超速离心、流式分选等技术分离。工程化手段包括：

1. 1.

   母细胞改造：构建双靶点CAR（如MSLN/PD-L1）或代谢重编程；

2. 2.

   后修饰：电穿孔载药（如紫杉醇）、膜融合（肺靶向脂质体）或CD63锚定（如SN38药物偶联）；

3. 3.

   智能系统：光响应胶束控释RSL3（铁死亡诱导剂）。

抗肿瘤机制与安全性

CAR-Exosomes通过CAR依赖的靶向作用杀伤肿瘤，且不受PD-L1抑制。例如：

• •

  直接杀伤：释放穿孔素/颗粒酶B或溶酶体酶；

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  免疫调节：CAR-M-Exosomes通过CXCL10招募M1巨噬细胞；

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  安全性：临床前研究显示，即使剂量达150μg/次或125 mg/kg，未引发CRS或器官毒性。

临床转化挑战与AI赋能

当前瓶颈包括规模化生产（生物反应器与切向流过滤联用）、半衰期短（CD47/PEG修饰）和机制复杂性。未来可通过：

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  多组学分析：解析外泌体 cargo（如miRNA、脂质）的作用通路；

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  AI预测：优化CAR设计、给药方案及毒性风险；

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  联合治疗：结合放疗或中药纳米颗粒增强疗效。

结论

CAR-Exosomes作为细胞疗法与纳米医学的交叉创新，有望攻克实体瘤治疗难题。随着AI驱动的精准化设计和大规模制备技术的成熟，这一平台将迈向高效、安全、广谱的临床转化新阶段。