外泌体有哪些临床开发利用价值？

原标题:外泌体有哪些临床开发利用价值？

外泌体来源于多囊泡体，呈圆形或杯状外形的双层脂质结构，直径多为30~100nm。其标志蛋白包括四联体蛋白、热休克蛋白、膜转运蛋白和融合蛋白等。外泌体内含有大量分子，包括蛋白质、核酸（miRNA、mRNA、IncRNA、circRNA、DNA等）、脂类等。人体内的多种体液中如血液、尿液、羊水、唾液、脑脊液和乳汁都含有外泌体，几乎所有各类型的细胞都可释放外泌体。

外泌体通过表面分子与靶细胞接触，将内容物传递到靶细胞胞质中，从而改变受体细胞的生理状态。因此外泌体可以说是细胞衍生的纳米囊泡，它天然具有精准的靶-归巢特异性和跨越体内生物屏障的能力。正是由于这些特性，外泌体在肿瘤的免疫治疗、检测等方面将发挥巨大的作用。

肿瘤细胞免疫治疗过程中的外泌体途径

免疫治疗已经成为继手术、放射治疗和化学治疗之后又一种重要的抗肿瘤手段，成为攻克恶性肿瘤的希望。几乎所有的细胞类型都能分泌外泌体，研究人员发现来源于NK细胞的外泌体能够在体外诱导黑色素瘤细胞的凋亡，在小鼠的体内NK细胞来源的外泌体同样对肿瘤有明显的抑制作用。由此可见，免疫细胞来源的外泌体可以参与肿瘤的非特异性免疫活动。

肿瘤细胞来源的外泌体本身也参与肿瘤在免疫治疗过程中的耐受作用。肿瘤来源的外泌体（cancer cell derived exosomes，CCEs）是肿瘤微环境中的重要成员，可以促使纤维细胞和间质细胞向肌成纤维细胞分化，重塑细胞外基质，诱导上皮间质转化，帮助肿瘤细胞免疫逃逸，引发血管生成，从而促进肿瘤的生长和转移。

因此基于肿瘤环境中外泌体的疗法为肿瘤治疗开辟了新的途径，如干预外泌体的合成或分泌抑制肿瘤转移，作为药物载体转运各种抗癌药物（miRNAs和siRNAs等）以及在免疫治疗中避免被免疫系统识别和清除等。而肿瘤来源的外泌体则是肿瘤逃逸治疗的一个重要方法。

今年发表在《自然》杂志上的一篇研究表明，转移性黑色素瘤患者治疗失败大多是因为肿瘤细胞分泌的还有PD-L1的外泌体，大量外泌体与T细胞表面的程序性死亡蛋白-1结合后，抑制T细胞的免疫应答，从而阻断T细胞攻击癌细胞的能力。一个肿瘤细胞可以分泌多个外泌体，因此可高度有效地抑制机体的抗癌能力。然而，血液中外泌体PD-L1水平的变化可以从侧面反映癌细胞的与T细胞的“战况”，因此可以此作为评价“检查点抑制剂”疗法的有效性。

外泌体传输miRNA在肿瘤诊断中的应用

分泌型miRNA可在生物体液中被检测出来，并能反映生物体的生理病理状态，因此具有潜在的诊断和预后标志物的特征，且分泌型外泌体广泛分布在各种类型的体液中，非常利于分离检测。

外泌体核酸包含微小RNA、mRNA、IncRNA以及DNA，外泌体的脂膜结构可以防止内部miRNA的降解，其包含的miRNA的浓度比细胞内miRNA浓度更高，因此外泌体在肿瘤诊断方面具有更大的优势。

研究发现外泌体miR-1290/miR-375有望成为激素抵抗型前列腺癌患者的诊断及预后评估的生物标志物。而肝癌患者的外泌体中富含miR-21且外泌体miR-21与循环miR-21相比检测敏感度更高。肺癌患者中其总外泌体数量较对照组增多，且其中包含的miRNA与其肺癌组织相似。另有研究证实卵巢癌患者中的外泌体水平较良性疾病患者明显升高，而且其水平与肿瘤分期相关，可用于卵巢癌的早期诊断。

不仅如此，肿瘤细胞脱落的外泌体自身携带的DNA、RNA和蛋白质可以用来区分患者肿瘤的性质以及分期。因此外泌体可以作为一种提取肿瘤细胞整体分子信息的微创手段，可反复取样的进行大规模监测，以及用于肿瘤的诊治。

RNA药物的外泌体载体改装

基因类药物在体内易降解，因此需要一个有效的载体将其稳定的输送至靶细胞内。新进的研究当中，科学家利用来源于HeLa细胞和腹水的外泌体运输可沉默RAD51和RAD52的siRNA（small interfering RNA，siRNA）作用于人宫颈癌细胞的纤维肉瘤细胞，结果表明沉默RAD51后能有效地引起宫颈癌细胞的死亡。2015年，科学家利用MSC来源的外泌体运输已知对肝癌细胞具有较高抑癌基因作用的miR-122,通过miR-122改变其靶基因的表达，增加了肝癌细胞的自噬和细胞周期的阻滞，抑制了肝癌细胞的增殖。

由此可见，外泌体是一种良好的运载RNA药物的载体，它能高效特异的将RNA药物投放至需要的靶细胞，从而增加RNA药物的疗效。

外泌体的靶向修饰及临床作用

外泌体由于自身的特性，适合成为转运药物的载体，而为了靶向运送药物至病灶，目前采取基因改造或化学连接的靶向肽的方法对外泌体进行修饰，从而增加它对靶细胞的亲和性。而基因改造外泌体母细胞的方法效率低且无法在人体内进行使用。因此，使用化学方法连接靶向肽到外泌体的表面成为了目前外泌体修饰方面的主要手段。

最近有研究报道，CP05肽可以捕获、靶向修饰和装载“货物”到不同来源的外泌体。CP05作为偶联靶分子和外泌体之间的桥梁从而将靶向分子M12（肌肉特异性分子）、RVG（神经特异性狂犬病病毒糖蛋白）和SP94（肝癌特异性肽）修饰到外泌体上，从而增加外泌体在体内特定区域的分布浓度1。2017年，Biomaterials杂志发表的研究称，将c（RGDyK）肽与外泌体表面缀合后能够增加外泌体的靶向脑部的能力。在短暂的大脑中动脉闭塞（MCAO）小鼠模型中，经工程化c（RGDyK）修饰的外泌体（cRGD-Exo）在静脉内给药后可靶向缺血性脑损伤区域，而外泌体的使用对病变区域的炎症反应和细胞凋亡具有强烈的抑制作用。

外泌体标志物多中心临床试验

由于外泌体在肿瘤免疫治疗，肿瘤诊断，基因药物载体，靶向载体等方面的作用，目前有大量临床实验围绕外泌体在疾病治疗、诊断中的作用而展开。

在中国临床试验注册中心的网站上查询“外泌体”相关的临床试验发现，目前已开展的外泌体临床试验有24项，例如“中国非小细胞肺癌患者外周血外泌体miRNAs作为早诊生物标志物的前瞻性研究”，“非酒精性脂肪性肝病患者血清外泌体miRNA差异表达谱的初步研究”等。

而在美国Clinicaltrial网站中能够搜索到19项外泌体相关的临床试验。其中包括CT结合外泌体对早期肺癌的诊断，胆囊癌患者循环外泌体的蛋白组学研究等。目前，外泌体已经成为临床中诊断疾病和评估预后的一项有利指标，各方面的临床实验都在如火如荼的开展，而我们也要抓住眼前的机会，发展自己外泌体在疾病诊断、治疗、预后方面的研究，为更多的患者带去早发现的机会以及恢复健康的希望。

值此外泌体研究如火如荼之际，生物谷特别邀请您参与上海4月19-20日2019（第四届）外泌体与疾病研讨会，大会邀请到南方医院检验科郑磊教授、华中科技大学生命与科学技术学院刘笔锋教授、苏州大学李杨欣教授、暨南大学基础医学院张灏教授、上海交通大学个性化医学研究院余辉教授、第二军医大学附属长征医院王林辉主任等出席，他们在外泌体研究中都取得了最新进展，希望能与您一起推进外泌体基础应用研究，进一步促进技术的临床转化和应用。