孫興璐，劉倩倩 綜述，劉芳，陳徹 審校

甘肅中醫(yī)藥大學公共衛(wèi)生學院，甘肅 蘭州 730000

腫瘤是人類疾病的第二位死亡原因［1］，化療是其主要治療措施之一［2］，但缺點較多，如缺少選擇性、細胞傳遞不良、溶解度有限、藥物無法跨越細胞屏障、克服多藥耐藥性（multidrug resistance，MDR）方面效果不佳等，限制了化療藥物的應用［3-4］。為克服這些局限性，有研究表明，源于不同細胞的外泌體可作為有效的治療載體，裝載不同藥物后，用于各類腫瘤的治療，且治療效果較好。本文對基于外泌體抗腫瘤藥物遞送系統(tǒng)的優(yōu)勢、藥物裝載方法及不同細胞來源外泌體在腫瘤治療中的研究進展作一綜述，以期為腫瘤的針對性治療提供依據(jù)。

1 外泌體的概述

外泌體是多泡體（multivesicular body，MVB）與質膜融合時釋放介于30～150 nm 范圍內的脂質雙層細胞外囊泡［5］。外泌體可通過與靶細胞外特異性蛋白直接作用或通過特定來源的整合素介導與靶細胞直接進行膜融合或被靶細胞內吞等方式，顯示出較高的細胞攝取效率［6］。通過這些作用，外泌體可將蛋白質、脂質、核酸等細胞成分輸送至鄰近或較遠的細胞，從而改變受體細胞的作用，這些天然納米載體可用于藥物輸送［7-8］。與合成藥物載體比較，從患者自身細胞分離的外泌體具有更高的生物相容性和更低的毒性［9］，且外泌體體積小，可滲透至組織中，擴散至血液中，甚至穿過血腦屏障（blood brain barrier，BBB）［10］?；谕饷隗w的遞送系統(tǒng)可避開P-糖蛋白藥物外排系統(tǒng)，降低耐藥性［11］。作為藥物傳遞載體，外泌體還具有其他獨特的優(yōu)勢特征，如低免疫原性、生物降解性、更好的靶向能力、更長的循環(huán)時間、更小的尺寸［12］。外泌體還可攜帶供體細胞含有的生物活性分子，有利于疾病的治療，如M2巨噬細胞來源的外泌體可通過向小鼠傷口愈合模型輸送來自其母細胞的抗炎細胞因子，加速傷口愈合［13］。因此，供體細胞的選擇對基于外泌體遞送系統(tǒng)的藥物輸送至關重要。

2 外泌體遞送系統(tǒng)的藥物裝載方法

作為遞送系統(tǒng)的外泌體主要來源于細胞、血液和食物，可通過多種方法將抗腫瘤藥物裝載至不同來源的外泌體中［14］。

2.1 預處理 有研究表明，親水性和疏水性化療藥物，如阿霉素（doxorubicin，DOX）和紫杉醇（paclitaxel，PTX）已成功裝載至外泌體中［15-16］。在結腸腺癌小鼠模型中，通過DOX 預處理，巨噬細胞產生外泌體的抗腫瘤效果優(yōu)于游離DOX 或載DOX 脂質體組［17］。經PTX 預處理的間充質基質細胞可產生負載PTX 的外泌體，在人類胰腺癌中具有較強的抗腫瘤作用［16］。

2.2 包裹技術 包裹技術是利用PTX極低的疏水性，將PTX 與腫瘤源性外泌體一起孵育，通過被動擴散將其裝載至腫瘤源性外泌體中［18］。包裹PTX 的腫瘤源性外泌體可直接靶向耐藥的腫瘤干細胞，提高對自體腫瘤細胞的細胞毒性［19］。

2.3 基因工程技術 利用核酸進行基因治療是一種具有廣闊應用前景的腫瘤治療策略，尤其是小RNA（如siRNA 或miRNA），通?？膳cmRNA 結合來增加或抑制其調節(jié)基因表達的活性［20-21］。目前，在外泌體中可檢測到大量參與細胞間通訊的miRNA，其中一些miRNA 具有抗腫瘤特性［22］，可通過在親代細胞中預先表達候選miRNA，從而表達于其分泌的外泌體中［23］。蛋白質也可通過基因工程技術裝載至外泌體中，在供體細胞中轉染所需蛋白質的基因，合成所需蛋白質，隨后分泌至外泌體中［24］。如抗凋亡蛋白survivin 在多種腫瘤細胞的生存能力中起重要作用，非活性突變體survivin-T34A 作為該蛋白的抑制劑，可啟動腫瘤細胞中線粒體凋亡途徑，研究表明，通過質粒轉染，從過表達survivin-T34A 的黑色素瘤細胞中獲得的外泌體可誘導各種胰腺癌細胞凋亡，并增強腫瘤細胞對吉西他濱的敏感性［25］。另外，外泌體還可以天然結構形式運輸治療性膜蛋白［26］。CD47在大多數(shù)腫瘤細胞表面過度表達，其與吞噬細胞表面的信號調節(jié)蛋白α（signal regulatory protein α，SIRPα）相互作用，可削弱巨噬細胞吞噬腫瘤細胞的能力［27］，表明SIRPα 或CD47 結合蛋白可作為競爭性抑制劑來增強吞噬細胞的吞噬功能，基于該機制，有研究開發(fā)了在其表面表達SIRPα 以抑制CD47 功能的外泌體［28］。在腫瘤異種移植模型中，外泌體表面的SIRPα可增強骨髓來源巨噬細胞的吞噬能力，有效抑制腫瘤生長。

2.4 電穿孔技術 電穿孔技術是通過高強度的電場作用，瞬時提高細胞膜的通透性，從而吸收外源分子的技術［29］。由于核酸具有高度親水性和膜不滲透性，可采用電穿孔技術在外泌體膜上形成孔，以促進核酸進入外泌體［25］。

3 不同細胞來源外泌體在腫瘤治療中的研究進展

3.1 間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）衍生的外泌體 MSCs是從多種生物組織中分離出來的細胞，如成人骨髓、脂肪組織、胎盤和臍帶，以MSCs 衍生的外泌體作為藥物載體的相關研究較多。LI等［30］研究發(fā)現(xiàn)，骨髓MSCs產生的外泌體可將siRNA-GRP78傳遞給受體肝癌細胞，并抑制GRP78的表達，從而提高腫瘤細胞對索拉非尼的敏感性。O′BRIEN 等［31］研究證明，攜帶miR-379 的骨髓MSCs 衍生的外泌體可顯著降低環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達，并抑制乳腺癌細胞的增殖。另外，攜帶DOX 的5TR1 適體修飾的MSCs 衍生外泌體可特異性結合結直腸癌細胞表面表達的黏蛋白1 受體，并顯著降低正常細胞中DOX的細胞毒性［32］。

3.2 HEK293 細胞源性外泌體 研究表明，來源于HEK293細胞的外泌體具有巨大的抗腫瘤潛力［33］。攜帶miR-204-5p 的HEK293 細胞源性外泌體可降低miR-204-5p 靶向基因RAB22A和B 淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）的表達，從而抑制結直腸癌、乳腺癌、肺癌、胃癌和膠質瘤的增殖［34］。ZHANG 等［35］證明，HEK293細胞源性外泌體可將肝細胞生長因子的小干擾RNA（siRNA-hepatocyte growth factor，siRNA-HGF）攜帶至胃癌細胞，并通過降低血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達抑制胃癌細胞增殖。ZHANG等［36］研究發(fā)現(xiàn)，轉移siRNA-細胞間質上皮轉換因子（cellular-mesenchymal epithelial transition factor，c-MET）的HEK293細胞源性外泌體可顯著抑制c-MET的表達水平，并逆轉胃癌細胞對順鉑的耐藥性。

3.3 樹突狀細胞（dendritic cell，DC）源性外泌體 DC起源于骨髓多能干細胞，是最有效的抗原提呈細胞之一，DC 衍生的外泌體也可作為抗腫瘤藥物的載體［33］。XU等［37］研究證明，與游離5-氟尿嘧啶（fluorouracil，5-FU）的抗腫瘤作用比較，負載5-FU的DC衍生外泌體可顯著抑制小鼠結腸癌的腫瘤生長。ZOU 等［38］報道，專一識別膜表達蛋白酪氨酸激酶7（protein tyrosine kinase 7，PTK7）的適體sgc8可修飾DC衍生的外泌體表面，裝載DOX 后，這些外泌體可有效將DOX 輸送至過度表達PTK7 的腫瘤細胞，從而發(fā)揮其抗癌作用。XIN等［39］報道，負載重組甲硫氨酸酶（recombinant methioninase，rMETase）的iRGD 修飾的DC 衍生外泌體可特異性將rMETase 輸送至腫瘤組織，并在體內發(fā)揮顯著的抗腫瘤作用。

3.4 腫瘤細胞源性外泌體 腫瘤細胞源性外泌體是一種適合腫瘤治療的藥物遞送系統(tǒng)［30］。LIU 等［40］報道，裝載雷公藤內酯醇的卵巢癌細胞源性外泌體可在腫瘤組織中積聚并抑制小鼠卵巢癌。LI等［41］研究證明，與游離DOX 比較，含有DOX 的纖維肉瘤細胞HT1080 衍生的外泌體可延長藥物在腫瘤組織中的治療時間，顯著降低DOX 誘導的心臟毒性，顯示出更好的抗腫瘤效果。另有研究證明，攜帶整合素β4（integrin beta 4，ITGβ4）的乳腺癌細胞源性外泌體對過度表達表面活性蛋白C 的肺癌細胞具有明顯的靶向性，裝載miRNA-126后，這些外泌體在肺癌小鼠模型中可明顯抑制腫瘤生長［42］。

3.5 紅細胞源性外泌體 研究發(fā)現(xiàn)，由于核DNA 和線粒體DNA的缺乏，紅細胞衍生的外泌體具有作為抗腫瘤藥物遞送系統(tǒng)的潛力［33］。反義寡核苷酸（antisense oligonucleotides，ASOs）法和CRISPR-Cas9 基因組編輯指南RNA（gRNAs）法均屬于RNA療法，可通過調節(jié)參與細胞增殖、分化和存活的特定基因水平來抑制腫瘤進展，具有高特異性和低細胞毒性，基于該結論，USMAN等［43］研究證明，裝載ASOs 和Cas9 mRNA的紅細胞源性外泌體可在體內外抑制急性髓系白血病和乳腺癌細胞的增殖。ZHAN 等［44］研究證明，紅細胞源性外泌體經磷脂酰膽堿修飾后再裝載DOX，可通過增強腫瘤細胞對DOX 的攝取來減少膠質瘤細胞的增殖，提高細胞內DOX遞送效率。

3.6 乳源性外泌體 2007 年，首次從母乳中成功分離出外泌體，目前已從牛、豬、山羊等動物奶中相繼鑒定出外泌體［45］。與其他來源的外泌體比較，乳源性外泌體易獲得，產量高且無細胞毒性，是外泌體合適的天然來源［33］。另外，乳源性外泌體在進化上是保守的，且在通過胃腸道時可保持其內容物的完整性，因此，可通過口服給藥，避免因靜脈注射抗癌藥物而導致患者不耐受。另外，乳源性外泌體在胃腸道的酸性環(huán)境中具有良好的耐受性，可通過“新生兒”Fc 受體被胃腸上皮吸收［46］。AQIL 等［47］發(fā)現(xiàn)，與游離細胞比較，口服含有雷公藤紅素（celastrol，CEL）的乳源性外泌體制劑可增加藥物穩(wěn)定性和細胞攝取能力，進而減少肺癌小鼠模型腫瘤的生長。BADAWY等［48］報道，乳源性外泌體對乳腺癌的增殖具有中度抑制作用。TAO 等［49］證實，攜帶Bcl-2-siRNA 的乳源性外泌體可通過下調基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）、MMP9、波形蛋白和N-鈣黏蛋白的表達，從而有效穿透細胞膜，抑制胰腺癌細胞的侵襲和遷移。

4 小結與展望

外泌體是目前腫瘤新療法的主要研究課題之一，已應用于藥物和生物分子（如mRNA）的運輸，有望提高對腫瘤的治療效果，且無不良反應，但目前對外泌體的研究仍處于起步階段，今后需更深入了解和探索外泌體的生物學功能，才能更好地應用于腫瘤治療中［50］。