胞外囊泡(EV)携带有蛋白、核酸等物质,在肿瘤病理生理中发挥重要作用。EV在液体诊断,药物递送,及作为新型药物制剂方面各有突破,并展现出巨大临床转化潜力。但相较于上述研究及应用,EV在肿瘤免疫治疗方面的进展则相对缓慢且成果有限。近日,纽州立宾汉姆顿大学万源教授团队在Research杂志上发表题为“Strategies for Small Extracellular Vesicle-Based Cancer Immunotherapy”的综述(2024 Jul 22:7:0421),对基于胞外囊泡的肿瘤免疫治疗策略进行了总结及展望,希望以此推动相关生物医学工程技术开发,及其临床应用。
首先需要阐明的是,EV用于肿瘤免疫治疗有其独特优势。工程化EV能够精确靶向肿瘤细胞,减少对正常组织细胞的损害。通过传递免疫刺激分子,EV能有效调节免疫系统,增强机体对肿瘤的自然防御力。此外,EV,尤其是自体EV,具有优异的生物相容性,与人工合成纳米载体相比,不易引起免疫反应。它们的稳定性也使其能够在体内循环较长时间,最大化其治疗潜力。由于其小尺寸,EV能够穿透生理屏障,增强其作用范围和功效。基于以上特性,EV作为纳米载体可以有效递送其包裹的药物,如蛋白、核酸、小分子化合物。所以,基于EV的免疫治疗还可以与其他治疗方法结合,产生协同效应并增强治疗效果。目前基于EV的肿瘤免疫治疗策略,简而言之包含以下几个方面。(1)基于EV的肿瘤疫苗。即利用EV向抗原递呈细胞递送肿瘤相关抗原,以此训练免疫系统。或者,利用EV来递送免疫佐剂,用以增强免疫应答。(2)利用EV作为载体,往肿瘤微环境递送免疫调节剂,如小RNA,小分子化合物等。(3)开发工程化EV,使其膜表面携带有免疫检查点抑制剂,从而阻断免疫检查点。(4)利用免疫细胞来源的EV,如CAR-T细胞释放的EV,直接开展免疫杀伤。(5)EV包裹溶瘤病毒来提高治疗效果,降低溶瘤病毒被自体清除的几率。(6)将CRIPSR编辑系统载入EV,使其能对肿瘤细胞进行基因编辑。(7)上述策略的相互结合,如将佐剂装载到能阻断免疫检查点的EV中,来达到组合治疗之目的。具体信息,如靶向分子、蛋白、核酸、药物被用肿瘤免疫治疗,可参见综述。以上策略的实施,则是依靠相应的生物工程技术。如要达到精准靶向递送的目的,可以利用基因编辑,化学修饰,物理自组装方法在EV的磷脂膜上带有靶向分子。要递送肿瘤相关抗原、佐剂、调节剂、病毒、CRISPR系统、质粒等,则可利用电穿孔、超声等方法将这些分子装载到EV内部,并依靠磷脂膜对装载物进行一定程度的保护。此外,要将这些负荷递送给靶细胞的胞浆,表达有膜融合蛋白的工程化EV亦已被开发。为了避免被网状内皮系统的吞噬清除,在膜上表达有CD47多肽的EV也已出现。其次,分泌EV的供体细胞也需精心挑选。肿瘤细胞分泌的EV携带有大量肿瘤相关抗原。看似其可以直接作为肿瘤疫苗,但需考虑到肿瘤EV的生物安全性,尤其要牢记的是EV原有内容物不能被彻底清除。干细胞EV,较肿瘤EV要相对安全,但其不同来源的干细胞EV对肿瘤可能有抑制,也可能有促进的效果。免疫细胞来源的EV,则受限于亚型、产量、质控、治疗效果差异明显等棘手问题。而要开展组合治疗时,供体细胞的选择,所携带肿瘤相关抗原种类及数量、靶向功能的构建,所载负荷的种类及装载量需要综合性考虑并细致优化。综上,虽然EV免疫治疗在细胞、动物实验中取得显著效果,但其临床实验结果却不甚理想。该综述最后总结了目前基于EV的肿瘤免疫治疗面临的各种挑战,包括技术开发层面,规模化生产层面,及临床应用层面。作者也基于自己过往研究,抛砖引玉地提出了一些新思路及展望。总之,EV有望用于肿瘤免疫治疗,也有望用于免疫性疾病的治疗。Strategies for Small Extracellular Vesicle-Based Cancer Immunotherapy, Research (Wash D C). 2024 Jul 22:7:0421. doi: 10.34133/research.0421. eCollection 2024.外泌体资讯网 <综述> SPJ Research|纽州立宾汉姆顿大学万源教授团队:基于胞外囊泡的肿瘤免疫治疗策略