摘要：癌癥依舊是全球致死的重要原因，傳統(tǒng)抗癌手段的局限性讓科研界不斷尋找新方向。外泌體作為納米級(jí)細(xì)胞外囊泡，憑借自身的生物特性，成為無(wú)細(xì)胞抗癌疫苗研發(fā)的核心載體。本文梳理了外泌體的生成機(jī)制、在腫瘤微環(huán)境中的作用，以及其在抗癌疫苗研發(fā)中的臨床前研究、臨床試驗(yàn)進(jìn)展，同時(shí)聊聊研發(fā)中遇到的難題和對(duì)應(yīng)的解決思路，也算給這個(gè)領(lǐng)域的研究做個(gè)階段性的梳理。

外泌體：納米級(jí)的細(xì)胞“通信兵”

外泌體是直徑30-200nm的膜包被囊泡，算是細(xì)胞向外釋放的“小快遞”，能裝著DNA、RNA、蛋白質(zhì)這些生物分子在細(xì)胞間傳遞信號(hào)。它的生成是個(gè)精密的過(guò)程，核心靠ESCRT通路的蛋白復(fù)合物調(diào)控，也有神經(jīng)酰胺依賴的替代途徑參與，最終從多泡體釋放到細(xì)胞外。其實(shí)不只是免疫細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞、干細(xì)胞甚至植物細(xì)胞，幾乎所有細(xì)胞都能分泌外泌體，這也讓它的來(lái)源變得極其豐富。

圖1 外泌體在疫苗研發(fā)中的應(yīng)用

外泌體的生成：細(xì)胞內(nèi)的“精密組裝線”

外泌體的生物發(fā)生過(guò)程，是細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的一場(chǎng)精準(zhǔn)運(yùn)作。先是ESCRT-0識(shí)別內(nèi)體膜上的泛素化貨物，再依次招募ESCRT-I、II、III完成膜的內(nèi)凹和切割，形成管腔內(nèi)囊泡。VPS4會(huì)拆解ESCRT復(fù)合物實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，含囊泡的內(nèi)體最終發(fā)育成多泡體。多泡體要么和溶酶體融合降解，要么與細(xì)胞膜融合，把囊泡釋放出去成為外泌體，這個(gè)過(guò)程里還有四跨膜蛋白等分子參與貨物分選。

圖2 外泌體的生物發(fā)生過(guò)程

腫瘤微環(huán)境里，外泌體是把“雙刃劍”

腫瘤衍生外泌體（TEXs）是腫瘤微環(huán)境的核心參與者，缺氧環(huán)境會(huì)讓腫瘤細(xì)胞釋放更多這類外泌體。它會(huì)攜帶促血管生成因子和miRNA，讓血管內(nèi)皮細(xì)胞異常增殖，給腫瘤供血。還能把巨噬細(xì)胞改造成促腫瘤表型，誘導(dǎo)髓系抑制細(xì)胞生成，直接壓制T細(xì)胞活性，幫腫瘤實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。更關(guān)鍵的是，它還會(huì)傳遞促上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的分子，甚至輸送耐藥相關(guān)miRNA，讓腫瘤更容易轉(zhuǎn)移、更難被化療藥物殺傷。

圖3 外泌體在癌癥中的作用

外泌體抗癌疫苗：無(wú)細(xì)胞療法的核心思路

傳統(tǒng)癌癥疫苗常因免疫原性不足、靶向性差效果受限，外泌體的出現(xiàn)剛好補(bǔ)上了這些短板。把腫瘤抗原裝進(jìn)外泌體，能讓免疫系統(tǒng)精準(zhǔn)識(shí)別腫瘤細(xì)胞；樹(shù)突狀細(xì)胞來(lái)源的外泌體，還能直接激活CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞，觸發(fā)強(qiáng)效的抗腫瘤免疫。不同來(lái)源的外泌體各有優(yōu)勢(shì)，腫瘤細(xì)胞、干細(xì)胞、甚至植物來(lái)源的外泌體，都被科研人員嘗試用于疫苗研發(fā)，部分在小鼠模型里已經(jīng)能明顯抑制腫瘤生長(zhǎng)。

臨床前研究：外泌體疫苗的多樣探索

科研人員做了很多外泌體疫苗的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，思路各有不同。給樹(shù)突狀細(xì)胞外泌體搭配環(huán)磷酰胺，能增強(qiáng)肺癌的免疫治療效果；裝載KrasG12D siRNA的間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞外泌體，對(duì)胰腺癌有針對(duì)性作用。把腹水來(lái)源的外泌體和GM-CSF結(jié)合，能激活殺傷性T細(xì)胞對(duì)抗結(jié)直腸癌；胚胎干細(xì)胞來(lái)源的外泌體疫苗，甚至能減少肺癌轉(zhuǎn)移灶。這些實(shí)驗(yàn)都證明，外泌體疫苗能調(diào)動(dòng)多種免疫細(xì)胞，壓制腫瘤的免疫抑制微環(huán)境。

臨床試驗(yàn)：從實(shí)驗(yàn)室走向患者的第一步

目前外泌體抗癌疫苗的臨床試驗(yàn)還集中在早期階段，主要探索安全性和初步療效。針對(duì)非小細(xì)胞肺癌的樹(shù)突狀細(xì)胞外泌體疫苗，嘗試延長(zhǎng)化療有效患者的無(wú)進(jìn)展生存期；腦膠質(zhì)瘤的臨床試驗(yàn)，用患者自身腫瘤細(xì)胞外泌體制作個(gè)性化疫苗，展現(xiàn)出可接受的安全性。胰腺癌、膀胱癌的相關(guān)試驗(yàn)也在開(kāi)展，分別探索靶向KRAS突變的外泌體和嵌合外泌體疫苗的效果，這些試驗(yàn)都是這個(gè)領(lǐng)域的重要臨床數(shù)據(jù)積累。

表1 外泌體基抗癌疫苗的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)

研發(fā)路上的坎：外泌體疫苗的核心難題

外泌體疫苗想走到臨床應(yīng)用，還有不少繞不開(kāi)的問(wèn)題。最突出的是異質(zhì)性，哪怕是同一細(xì)胞分泌的外泌體，成分和功能也可能不一樣，這讓疫苗的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)變得困難。大規(guī)模制備也是個(gè)痛點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室的小量分離方法，很難滿足臨床的劑量需求。還有腫瘤本身的異質(zhì)性、免疫逃逸機(jī)制，以及外泌體分子貨物的作用機(jī)制還沒(méi)完全摸清，這些都讓疫苗的研發(fā)和應(yīng)用充滿挑戰(zhàn)。

圖4 外泌體基抗癌疫苗的優(yōu)勢(shì)、挑戰(zhàn)與解決方案

破局思路：為外泌體疫苗找新出路

針對(duì)外泌體疫苗的研發(fā)難題，科研人員也在摸索對(duì)應(yīng)的解決辦法。用微流控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)外泌體的精準(zhǔn)分離，結(jié)合單外泌體分析和條形碼技術(shù)，能更清晰地解析外泌體的異質(zhì)性。對(duì)分泌外泌體的母細(xì)胞進(jìn)行基因改造，或者對(duì)外泌體表面進(jìn)行工程化修飾，能提升其靶向性和免疫原性。多組學(xué)分析能幫我們更了解外泌體的分子貨物，同時(shí)開(kāi)展更多的臨床前和臨床試驗(yàn)，才能逐步完善疫苗的研發(fā)體系。

寫在最后：外泌體疫苗的未來(lái)，有希望也有耐心

外泌體作為無(wú)細(xì)胞抗癌疫苗的載體，優(yōu)勢(shì)是實(shí)實(shí)在在的——生物相容性好、能跨生物屏障、靶向性強(qiáng)，還能減少傳統(tǒng)治療的毒副作用。但現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域，還停留在“充滿潛力”的階段，異質(zhì)性、大規(guī)模生產(chǎn)、機(jī)制研究這些難題，都需要一步步解決。其實(shí)科研就是這樣，從發(fā)現(xiàn)一個(gè)新方向，到真正能造?；颊?，中間要走很多路。我相信隨著分離技術(shù)、工程化技術(shù)的進(jìn)步，外泌體抗癌疫苗終會(huì)成為癌癥免疫治療的重要一員，只是這個(gè)過(guò)程，需要科研界的耐心和堅(jiān)持。

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