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综述精读 | TrendsCancer | 外泌体在癌症临床应用中的利用进展 #5891

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综述精读 | TrendsCancer | 外泌体在癌症临床应用中的利用进展 by BioJournal Link

Basic Information

  • 英文标题： Advances in exosomes utilization for clinical applications in cancer
  • 中文标题：外泌体在癌症临床应用中的利用进展
  • 发表日期：20 August 2024
  • 文章类型：Review
  • 所属期刊：Trends in Cancer
  • 文章作者：Inês A. Batista | Sonia A. Melo
  • 文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405803324001584

Highlights

  • 最近在分离和表征外泌体方面的技术进步，使得它们能够在非侵入性癌症诊断中用于早期检测和疾病监测，相较于组织活检具有明显优势。
  • 工程化的外泌体正在被开发作为靶向药物递送载体，能够穿越生物屏障，将治疗药物直接递送到肿瘤，减少系统性毒性并提高治疗效果。
  • 癌症免疫疗法的创新正在利用嵌合抗原受体（CAR）-T细胞来源和树突状细胞来源的外泌体的独特免疫调节特性，这些外泌体正被探索作为新型癌症疫苗，旨在引发抗肿瘤免疫反应。
  • 基于外泌体的疗法临床试验正在进行中，以确定其作为生物标志物的有效性，这标志着癌症治疗的新时代，尽管仍存在规模化生产和监管方面的挑战。

Abstract

Para_01
  1. 外泌体被认为具有临床应用的变革性潜力。外泌体液体活检提供了一种非侵入性方法，可用于早期癌症检测和实时疾病监测。
  2. 临床试验正在进行中，旨在验证外泌体生物标志物在提高诊断准确性和预测治疗反应中的有效性。
  3. 此外，工程化外泌体正在开发为靶向药物递送系统，能够在血液中导航，将治疗药物输送至肿瘤部位，从而提高治疗效果并最大限度减少全身毒性。
  4. 外泌体还展示出免疫调节特性，正在被利用来增强抗肿瘤免疫反应。
  5. 在本综述中，我们详细介绍了临床试验和研究的最新进展，强调了外泌体在癌症护理中可能带来的变革性潜力。

Keywords

  • exosomes; cancer therapy; biomarkers; drug delivery; immunotherapies; clinical applications

The potential of exosomes in cancer care

Para_01
  1. 外泌体是一类由大多数细胞类型释放的细胞外囊泡（EVs），它们促进细胞间的‘对话’，携带蛋白质、脂类和核酸，这些物质可以改变受体细胞的行为。
  2. 这种运输分子的能力使外泌体成为肿瘤进展、转移和调节肿瘤微环境（TME）的关键角色（见词汇表）。
  3. 它们的发现革新了我们对癌症生物学的理解，揭示了大量潜在应用，从诊断到治疗干预。
  4. 利用外泌体的液体活检有望实现早期癌症检测和疾病的实时监测，避免了对反复侵入性组织活检的需求。
  5. 此外，工程化的外泌体正在被开发作为靶向药物递送系统，能够通过血流导航至目标器官，直接将治疗性货物递送到肿瘤部位。
  6. 使用外泌体的目的是在最大限度地提高治疗效果的同时，最小化系统性毒性。
  7. 此外，外泌体的免疫调节能力正在被利用以增强抗肿瘤免疫反应。
  8. 随着研究的进展，外泌体整合到临床实践中有望改变癌症治疗。
  9. 在这篇综述中，我们重点介绍了支持将外泌体整合到临床实践中的不断发展的研究。

Exosomes as cancer biomarkers

Para_01
  1. 外泌体作为癌细胞与肿瘤微环境（TME）之间的通讯通道（见框1和图1），调节对癌症的免疫反应，促进癌症进展[14., 15., 16.]，癌细胞在远端部位的定植[17]，以及化疗耐药性（见框2）[18]。
  2. 除了其功能作用外，外泌体还成为液体活检方法的基础元素，允许更早地检测到通过传统方法难以诊断的癌症，如胰腺癌[19]、卵巢癌[20]和胶质母细胞瘤[21]。
  3. 它们的特定内容与肿瘤行为相关；因此，外泌体也可能使临床医生能够评估化疗、靶向和免疫调节疗法的有效性，以及耐药性的发展。
  4. 使用外泌体还可以识别肿瘤复发，为更个性化的治疗铺平道路[22]。
  5. 高通量测序和生物信息学分析的技术进步使得能够详细检查外泌体的分子内容，包括突变[22., 23., 24., 25.]，揭示肿瘤异质性和动态变化，以及实时治疗反应[22,26]。
  6. 这标志着向更动态的患者监测和个性化治疗策略的转变[3,27,28]。
Para_02
  1. 癌症外泌体是传递信息的信使，促进肿瘤微环境（TME）内的表型变化，增强癌细胞存活、增殖、迁移、侵袭其他组织以及逃避免疫系统的能力。
  2. 最近，一种多色胰腺癌小鼠模型（ExoBow），追踪颜色编码的CD63+癌症外泌体，显示癌细胞优先与肿瘤微环境中的癌症相关成纤维细胞（CAFs）和内皮细胞进行通信。
  3. 黑色素瘤外泌体通过转移长链非编码（lnc）RNA Gm26809，将正常成纤维细胞转化为CAFs，增强其增殖和迁移能力。
  4. 同样，结直肠癌外泌体将miR-146a-5p和miR-155-5p转移至CAFs，通过JAK2–STAT3/NF-κB信号通路激活它们，促进支持癌细胞增殖、存活和侵袭的细胞因子产生。
  5. 来自胶质母细胞瘤干细胞的外泌体miRNAs通过靶向内皮细胞中的基因（如RGS5、SOX7和ABCB1），驱动血管生成。
  6. 相反，在胰腺导管腺癌（PDAC）中阻断外泌体分泌，意外地增加了体内血管生成，突显了外泌体在血管调节中的复杂作用。
  7. 此外，外泌体还影响邻近的癌细胞。例如，来自PC3前列腺癌细胞的外泌体增强了侵袭性较低的前列腺癌细胞的迁移、侵袭、干细胞特性和上皮-间质转化（EMT）。
Para_03
  1. 外泌体在癌细胞与免疫细胞之间的对话中也起着核心作用，这可能会影响免疫疗法的疗效。
  2. 它们既可以作为促进免疫抑制细胞招募的促肿瘤生成因子，也可以通过呈递抗原并激活效应T细胞和自然杀伤（NK）细胞来辅助癌症免疫监视。
  3. 在胰腺导管腺癌（PDAC）中，ExoBow模型显示出与免疫细胞的最小相互作用，但其重新编程的潜力不容忽视。
  4. 外泌体通过远隔效应与免疫激活相关联，这对治疗远处转移具有前景。
  5. 来自表达Hsp70/Bag4复合物的人胰腺和结肠癌细胞的外泌体在体外激活NK细胞，并在体外和体内激活CD8+ T细胞。
  6. 表达NKG2D配体和白细胞介素（IL）-15Rα的树突状细胞（DC）来源的外泌体（DEXs）也刺激NK细胞增殖和激活，减少黑色素瘤肺转移。
  7. 同样，人DEXs增加NK细胞活性，诱导黑色素瘤患者NKG2D依赖的细胞毒性，50%的病例出现肿瘤消退。
Para_04
  1. 相反，14-3-3ζ+ 癌细胞外泌体通过过度刺激 CD8+ T 细胞，导致其耗竭，正如在肝细胞癌中所见。
  2. 它们还干扰 CD8+ T 细胞的代谢，导致能量利用功能失调，正如在前列腺癌研究中观察到的那样。
  3. 外泌体携带免疫抑制分子，促进调节性 T 细胞（Treg）和髓源性抑制细胞（MDSC）的激活。
  4. 例如，来自人类恶性胸腔积液的外泌体支持 Treg 细胞的存活，而 Treg 外泌体抑制效应 T 细胞的激活。
  5. MDSC 外泌体可以激活并耗竭 CD8+ T 细胞，导致其在健康小鼠中死亡。
  6. 外泌体还可以通过抑制树突状细胞（DC）功能间接影响 T 细胞功能，正如在多形性胶质母细胞瘤中所见。
  7. 它们还通过诱导 M2 巨噬细胞表型和上调结直肠癌中的 PD-L1 表达来促进免疫逃逸。
  • 图1. 癌细胞外泌体对肿瘤发生和转移的多维影响。
  • 该图概述了癌症外泌体建立的通信网络。
  • 它展示了它们的双重功能，强调了它们在原发肿瘤部位和全身各个远端器官中的作用。
  • 在全身方面，它们为进入的转移癌细胞在肺和肝脏中形成前转移微环境做好准备。
  • 它们还会到达肾脏、骨骼、胸腺和大脑。
  • 在原发肿瘤部位，外泌体通过一系列过程促进肿瘤微环境（TME）的生长和免疫逃逸：
    • 促进与内皮细胞的交流，支持血管生成；
    • 促进上皮-间质转化（EMT），帮助癌细胞迁移和侵袭；
    • 将成纤维细胞转化为癌症相关成纤维细胞（CAFs），这些CAFs本身也可以利用外泌体重新编程免疫细胞。
  • 癌症外泌体还可以通过在肿瘤内部创造免疫抑制环境，持续调节免疫反应的循环。
  • 缩写：ECM，细胞外基质；EMT，上皮-间质转化；ITG，整合素。
Para_02
  1. 殖民策略与转移动力学：到达与征服
Para_03
  1. 来自各种癌症类型的外泌体，包括黑色素瘤、结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌和骨肉瘤，在转移的多个阶段中起着关键作用（参见正文中的图1）。
  2. 它们通过免疫抑制、细胞外基质改变和局部细胞重编程来修饰远端器官环境，以支持肿瘤生长。
  3. 外泌体激活成纤维细胞，使内皮细胞对增强血管渗透性做好准备，并招募骨髓来源的细胞进行组织重塑。
Para_04
  1. 在胰腺导管腺癌（PDAC）中，ExoBow小鼠模型表明外泌体介导了肺部的前转移微环境。
  2. 在乳腺癌中，CCL2+外泌体被证明在肺部积聚，减少自然杀伤（NK）细胞数量，增加粒细胞性骨髓源性抑制细胞（MDSCs），从而导致癌细胞播种增加和肺部转移。
  3. 外泌体上的整合素（ITGs）也支持转移性器官趋向性。
  4. Hoshino等人通过荧光标记的外泌体追踪显示，ITGα6β4+和ITGα6β1+外泌体与肺部的成纤维细胞和上皮细胞相互作用，而ITGαvβ5+外泌体与肝脏的库普弗细胞相互作用，促进促癌途径。
  5. PDAC外泌体与库普弗细胞相互作用，诱导转化生长因子（TGF）-β分泌，从而招募骨髓源性巨噬细胞和中性粒细胞，促进肝脏转移。
  6. Xie等人利用外泌体能够到达远端器官并支持转移的能力，将多柔比星装载到乳腺癌外泌体中，显示出肺部特异性趋向性，阻碍了小鼠中转移的生长。
  7. 外泌体还可以诱导播散性肿瘤细胞进入静止状态，创建一个潜在的癌细胞库，在有利条件下可以启动转移性生长。
Para_05
  1. 治疗抵抗
Para_06
  1. 外泌体通过转移生物活性货物来调节接受细胞的增殖、凋亡和干细胞特性，从而促进药物耐药性，可能使药物敏感细胞获得耐药表型。
  2. 来自表达miR-423-5p的耐药三阴性乳腺癌细胞的外泌体，使敏感细胞对顺铂产生耐药性。
  3. 癌症相关成纤维细胞（CAF）的外泌体通过miR-3173-5p/ACSL4相互作用，在淋巴瘤中诱导抗嘧啶药物耐药性，并防止PDAC中吉西他滨诱导的铁死亡。
  4. 携带长链非编码RNA FAL1的CAF外泌体通过阻止Beclin1驱动的自噬，促进结直肠癌对奥沙利铂的耐药性。
Para_07
  1. 癌细胞将化疗药物封装成囊泡，将其排出到细胞外微环境中，导致卵巢癌对顺铂的耐药性、乳腺癌对多柔比星的耐药性，以及B细胞淋巴瘤对多柔比星和匹杉醇的耐药性。
  2. Koch等人研究表明，抑制外泌体分泌可以增加多柔比星和匹杉醇在B细胞淋巴瘤中的疗效，无论是在体外还是体内。
Para_08
  1. 抗PD-1免疫疗法的耐药性可以通过肝细胞癌外泌体稳定CD8+ T细胞中的PD-1来诱导。
  2. 黑色素瘤患者中高水平的PD-L1+外泌体通过阻止CD8+ T细胞激活来抑制抗PD-1疗法。
  3. 表达PD-L1的PDAC外泌体在体外和体内抑制嵌合抗原受体（CAR）-T细胞功能。

Early detection

早期检测

Para_01
  1. 外泌体在体液中传播，携带其起源细胞的分子指纹。
  2. 识别这些标记对于开发早期癌症检测测试至关重要。
  3. 表1总结了正在临床试验中用于早期检测各种癌症类型的外泌体生物标志物。
  4. 尽管持续的研究已经识别出生物标志物，但这些标志物尚未通过临床前阶段。
  5. 循环癌症外泌体中的糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白-1（GPC1），无论是mRNA还是蛋白质，都是胰腺导管腺癌（PDAC）早期检测的有前景的生物标志物，并且可以区分早期疾病与非恶性胰腺病变。
  6. 最近的一项荟萃分析发现，循环外泌体GPC1对PDAC的诊断具有高敏感性和特异性，曲线下面积（AUC）值接近1。
  7. 高水平的GPC1+外泌体与较差的总生存率相关，风险比为4.59。
  8. 尽管这些结果很有前景，但现有研究中包含的患者数量较少，是其应用于临床护理的关键限制。
  9. 一个包含外泌体GPC1、CD82和CA19-9的panel也被提出用于PDAC的早期检测。
  10. 外泌体GPC1的过表达，结合miR-96-5p和miR-149的减少，也有助于结肠癌的早期检测。
  11. 一个包含13个外泌体标志物的广泛panel在早期检测PDAC、卵巢癌和膀胱癌方面也有效。
  12. 有趣的是，外泌体miR21在包括肝细胞癌、乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌和胰腺癌在内的多种癌症患者的血液中均过度表达。
  13. 尿液外泌体miR21在膀胱癌和前列腺癌的诊断中也很有用。
Type of CancerBiomarkerBody FluidApplicationRefs/Clinicaltrial.gov ID
Colorectal cancerExosomal miRNABloodEarly prognosis (survival and progression)NCT04523389i
Lung cancerProteinsBloodEarly diagnosisNCT04529915ii
NSCLCMolecular profileBlood (pulmonary tumor-drainage vein, collected during surgery)Prognosis (prediction of recurrence after surgery)NCT04939324iii
Thyroid cancerThyroglobulinUrinePrognosis and recurrenceNCT03488134iv [132]

Thyroglobulin, galectin-3, calprotectin A8 and A9, keratins 8 and 19, angiopoietin-1, annexin 2, afaminUrineEarly diagnosisNCT05463107xiii [132]
Gastric cancerUnknown (screening molecular profile)BloodPrognosis and treatment responseNCT01779583v
Non-Hodgkin B cell lymphomaCD20 and PD-L1BloodPrognosis and treatment responseNCT03985696vii
Rectal cancerUnknown (screening molecular profile)BloodProgressionNCT03874559viii
Pancreatic cancerPanel of biomarkers (not specified)BloodEarly diagnosisNCT05625529ix
Breast cancerExosomes quantityBloodDiagnosisNCT05798338xiv
MeningiomaDNA methylationBloodProgressionNCT06104930xv
AllStaining upon administration of hypoxia marker, pimonidazoleBloodDetection of hypoxia and prognosisNCT03262311xvi
Breast cancerGlycolyzed exosomesBloodEarly diagnosisNCT05417048xvii
RetinoblastomaRB1 mutationBloodEarly detection of malignant transformationNCT04164134xviii
Gastric and esophagus cancerUnknown (screening molecular profile)BloodEarly diagnosisNCT06278064xix
NSCLCExosomes quantificationBronchial washing samplesRecurrenceNCT05424029xx
Rectal cancerMolecular profileBloodDiagnosisNCT04852653xxi [133]
Thyroid cancerMolecular profile and exosomes quantityBloodProgressionNCT04742608xxii
NSCLCLong RNA profileBloodDiagnosis and treatment responseNCT05191849xxiii

DNA profile (mutation detection)Bronchoalveolar lavage fluid (collected during surgery)Treatment response to neoadjuvant OlmutinibNCT03228277xxiv (Phase 2)

EGFR mutationsBronchoalveolar lavage fluid (collected during surgery)Treatment response to neoadjuvant LazertinibNCT05469022xxv (Phase 2)
Gastric cancerMolecular profileBloodPredicting and monitoring treatment responseNCT04993378xxvi
Oral premalignant lesionsmiRNA-412 and miRNA-512SalivaEarly detection of malignant transformationNCT04913545xxvii [134]
Breast cancerCirculating tumor DNA (ctDNA) profileBloodPrognosisNCT05955521xxviii
Lung cancerctDNA and RNA of EGFR, ALK, reactive oxygen species (ROS), KRAS, HER2, BARF, NTRG1Blood and alveolar lavageEarly diagnosisNCT04182893xxix
Gastric cancerLong noncoding (lnc)RNA-GC1BloodEarly diagnosis and monitor progressionNCT05397548xxx
Colorectal cancerIntegrins, matrix metalloproteinasesBloodDiagnosis and prognosisNCT04394572xxxi
Clear cell renal cell carcinomaCD9, CA9, and VGEFR2UrineEarly diagnosisNCT04053855xxxii [135]
Oropharyngeal squamous cell carcinomaProtein signatureBlood and salivaEarly diagnosisNCT02147418xxxiii
Para_01
  1. 使用外泌体生物标志物进行早期癌症检测是一项具有挑战性的任务，因为囊泡的异质性和在分离过程中保持其完整性和货物的方法学限制。
  2. 识别可靠的生物标志物至关重要，同时需要确保使用当前技术和先进技术进行可重复性。
  3. 检测方法的创新，如通过流式细胞术进行单囊泡分析和下一代测序，可以对外泌体进行彻底的表征和定量，增强其在早期检测中的潜在临床相关性（框3）。
  4. 持续的研究和技术进步对于充分利用外泌体进行非侵入性、实时癌症诊断和监测至关重要。
Para_02
  1. 从生物流体中提取和外泌体的精确表征对研究和临床应用至关重要。
  2. 细胞外囊泡研究的最少信息（MISEV）指南推荐了针对下游应用的外泌体分离的特定方法，以促进一致性和可重复性。
Para_03
  1. 超速离心通常用于外泌体的分离，涉及一系列不同速度的离心步骤，依次沉淀细胞、凋亡小体、微泡，最后是外泌体，依据其大小和密度。
  2. 然而，超速离心通常需要进一步的纯化，例如密度梯度离心，以将外泌体与共分离的污染物分离，这可能改变囊泡的功能。
Para_04
  1. 尺寸排阻色谱（SEC）能够保持外泌体的完整性和生物活性。
  2. 外泌体通过尺寸进行区分；它们在填充有多孔珠的色谱柱中比更小的可溶性蛋白质更早洗脱出来，后者则被截留。
  3. MISEV指南建议将SEC与其他技术结合，以提高外泌体制备的纯度，从而增加下游分析的特异性。
Para_05
  1. 聚合物基沉淀是一种用户友好的方法，不需要复杂的设备。
  2. 通过向样本中添加聚合物，外泌体由于溶解度的改变而被选择性沉淀。
  3. 这必须通过洗涤来平衡，以去除可能与囊泡一起沉淀的污染物。
Para_06
  1. 表征工具在确认外泌体的身份和评估其纯度方面至关重要。
  2. 纳米颗粒跟踪分析测量外泌体的大小分布和浓度，并且在评估外泌体异质性方面具有优势。
  3. 然而，其准确性可能会因颗粒聚集或存在相似大小的非囊泡颗粒而受到影响。
Para_07
  1. 流式细胞术提供了关于外泌体大小和分子表面组成的定量数据。
  2. 它在通过检测特定表面标记物对外泌体亚群进行表型分析中起到关键作用。
  3. 然而，传统的流式细胞术可能难以检测到其分辨率极限以下的小囊泡。
Para_08
  1. 电子显微镜提供了对细胞外囊泡大小和形态的高分辨率视觉确认。
  2. 透射电子显微镜提供了对囊泡结构的详细洞察，而扫描电子显微镜则提供了三维成像，这两种方法都可以通过免疫标记来增强，以检测与囊泡相关的蛋白质。
Para_09
  1. 总体而言，这些分离和表征技术构成了外泌体研究的多功能工具包。
  2. MISEV指南提倡这些方法的标准ization，强调了方法学清晰性和外泌体纯度及功能验证的重要性。
  3. 随着该领域的进展，遵守这些标准化协议对于提高外泌体分析的可靠性至关重要，有助于将外泌体研究从实验室转化为临床诊断和治疗应用。

Monitoring disease progression and therapy response

监测疾病进展和治疗效果

Para_01
  1. 外泌体生物标志物在监测癌症进展和评估治疗效果方面的潜力已在头颈癌[48]、乳腺癌[49]、前列腺癌[50]和卵巢癌[20]中得到证实。
  2. 有趣的是，在头颈癌中，肿瘤和T细胞外泌体都能在治疗期间预测患者的预后[48]。
  3. 一些生物标志物已被确定为用于预测癌症患者的预后和对治疗的反应。
  4. 一项研究表明，循环中高水平的的外泌体PD-L1可以预测黑色素瘤患者对抗PD-1治疗的反应[51]。
  5. 在黑色素瘤或非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，也发现了类似的外泌体PD-L1 mRNA的结果[52]。
  6. 外泌体miR21也被发现对胃癌的预后有用，可以预测腹膜复发[53]。
  7. 通过外泌体从癌相关成纤维细胞（CAFs）和癌相关脂肪细胞转移的miR21也在体外赋予卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性[54]，因此，了解其在患者护理中的治疗诊断潜力可能很重要。
  8. 循环中外泌体的数量也可能对患者的监测有用。
  9. 在口腔鳞状细胞癌患者中，手术后循环中外泌体数量高与复发相关[55]。
  10. 在食管鳞状细胞癌中，与无癌患者相比，癌症患者的血液中发现了更多数量的外泌体[56]。
  11. 此外，外泌体数量较低的癌症患者的总体生存率有所提高。
Para_02
  1. 总的来说，外泌体有望改变癌症进展和治疗效果的监测方式。
  2. 它们能够提供实时、非侵入性的肿瘤行为和治疗效果的洞察，这代表了在个性化患者护理和改善临床结果方面的重大进步。

Navigating limitations and challenges

应对限制与挑战

Para_01
  1. 外泌体在癌症中作为生物标志物的临床应用仍面临若干挑战。
  2. 它们的小尺寸和异质性使得从体液中分离和纯化它们在技术上具有挑战性，尤其是在临床应用中。
  3. 区分癌细胞外泌体与正常细胞外泌体也很困难。
  4. 此外，还需要大规模研究和临床试验来验证基于外泌体的诊断在不同癌症类型和阶段的可重复性。
Para_02
  1. 纳米技术、分子生物学和生物信息学的进步正在为克服这些挑战铺平道路。
  2. 正在开发用于高通量和高保真分析外泌体货物的新技术，以提高其诊断实用性。

Exosomes as therapeutic targets in cancer

Para_01
  1. 外泌体可以作为癌症治疗干预的直接目标。
  2. 抑制外泌体的生成、分泌和摄取可以阻断致癌信号的传播。
  3. 此外，针对外泌体的治疗可以增强现有治疗方法的疗效。
Para_02
  1. 外泌体表达PD-L1并干扰黑色素瘤患者抗PD-1疗效的能力[51]，或与嵌合抗原受体（CAR）-T细胞相互作用并抑制其功能的能力[59]，揭示了它们干扰目前可用治疗方案的潜力。
  2. 一种潜在的克服癌症外泌体在治疗中干扰的方法是将它们的抑制与化疗和/或免疫疗法相结合。
  3. 在皮下接种胰腺导管腺癌（PDAC）或口腔癌细胞的小鼠中，将外泌体抑制与CAR-T细胞疗法相结合，显著提高了CAR-T细胞的疗效。
  4. 这种组合还导致了CD8+ T细胞的激活，并在肿瘤内增加了CD8+ T细胞的数量[59]。
Para_03
  1. 在这里，我们概述了当前抑制外泌体生物生成、分泌和摄取的策略。
  2. 这些方法并非针对癌症特异，系统性抑制外泌体分泌可能会破坏重要的细胞间通讯轴，具有潜在的短期和长期副作用。
  3. 因此，将这些方法用于患者护理还为时尚早，因为研究仍处于早期阶段。

Inhibiting exosome secretion

抑制外泌体分泌

Para_04
  1. 通过靶向外泌体生物发生（框4）和胞吐作用（图2）的不同步骤，可以抑制外泌体的分泌和货物分拣。
  2. 小分子抑制剂Nexhinib20通过结合Rab27a来阻断外泌体分泌，这一过程由Nexhinib20结合口袋中的Tyr-122介导，促进与Rab27a的pi–pi（或π–π）堆叠相互作用。
  3. 因此，Nexhinib20作为Rab27a与JFC1相互作用的拮抗剂，损害多泡体（MVBs）在细胞膜上的停靠。
  4. 针对Rab27a的siRNA提供了一种并行方法，有效减少分泌。
  5. 此外，使用针对TSG101的阻断抗体可以减少外泌体的释放，TSG101指导内体分拣复合物运输所需（ESCRT）-I的组装，进而通过结合在内体表面的泛素化部分，促进ESCRT-0和ESCRT-II的相互作用，帮助形成MVBs。
  6. 使用诸如泛酸硫乙胺等药物影响外泌体的脂质组成，抑制胆固醇和脂肪酸的合成，破坏囊泡在膜上的相互作用和融合，从而也改变外泌体的释放。
  7. GW4869抑制中性鞘磷脂酶（nSMase），该酶介导鞘磷脂转化为神经酰胺，这是内腔囊泡（ILVs）内陷进入早期内体形成MVBs的关键步骤，从而抑制外泌体的早期生物发生。
  8. 使用这些方法破坏外泌体分泌可能会损害癌细胞间的通信并减少肿瘤生长，为癌症治疗提供了一种新策略。
  9. 然而，鉴于这些机制是体内所有细胞使用的，未来的研究应专注于开发靶向抑制癌细胞外泌体分泌的方法。
Para_05
  1. 细胞外囊泡（EVs）根据其大小、生物发生和释放机制进行分类（见图I）：（一）外泌体，直径为30-150纳米，是内吞途径的产物；
  2. （二）微囊泡（或外泌体），大小范围为100纳米至1000纳米，通过质膜直接向外萌芽和分裂形成，由细胞激活或应激时肌动蛋白-肌球蛋白细胞骨架和脂筏的重排所触发；
  3. （三）凋亡小体，大小超过1000纳米，在程序性细胞死亡过程中由于膜泡形成而释放。
Para_06
  1. 在外泌体形成过程中，依赖于运输所需的内体分选复合物（ESCRT）的途径依赖于ESCRT-0、-I、-II和-III的协同作用，以及VPS4、TSG101和ALIX。
  2. 这些成分将内体膜塑造成芽，在多泡体（MVBs）内形成管腔内小泡（ILVs）。
  3. 它们还促进货物分选进入外泌体，包括蛋白质、RNA和脂质，反映了母细胞的生理状态。
  4. 当MVB与质膜融合时，ILVs作为外泌体释放到细胞外空间。
  5. 相比之下，ESCRT非依赖途径依赖于脂质相分离和由神经酰胺促进的负膜曲率，通过中性神经酰胺酶（nSMase）水解鞘磷脂生成。
  6. 神经酰胺触发富含神经酰胺的微域的聚集，这有助于内体膜的内向出芽。
  7. 此外，小GTP酶家族是MVBs运输到（Rab11）并与质膜融合（Rab27b和Rab27a）的中心调节因子，允许外泌体胞吐到细胞外空间。
  8. Rab27b和Rab27a调节外泌体释放的连续步骤，Rab27b调节MVB运输到并保留在膜上，而Rab27a通过与其与JFC1的相互作用调节其与膜的停靠。
  9. 四次跨膜蛋白，如CD63、CD9和CD81，在EVs中常见，与其他膜蛋白、信号分子和细胞骨架成分聚集，有助于囊泡形成、货物分选和囊泡释放到细胞外空间。
  10. 它们确保EVs携带细胞的表面和内容的代表性样本，这对于EVs在细胞间通信和病理生物分布中的作用至关重要。
  • 图2. 外泌体的生物发生和摄取。
  • 该图描述了外泌体生物发生的顺序阶段以及受体细胞随后对外泌体的摄取机制。
  1. 在分泌细胞中，该过程始于内体膜的内向芽生，形成早期内体。
  2. 随着内体的成熟，内体膜内陷并向内芽生，形成内体内的腔内小泡（ILVs），将其转变为多泡体（MVB）。
  3. 货物被分选到ILVs是一个选择性过程，可以通过运输复合体所需的内体分选复合物（ESCRT-0、-I、-II 和-III）及相关蛋白（如ALIX）来介导。
  4. 随着MVB的成熟，它被运输到并停靠在质膜上，ILVs被作为外泌体释放到细胞外空间，这一过程涉及SNARE蛋白。
  5. 外泌体随后移动，直到到达受体细胞，在那里它们通过不同的机制被识别并内化：与质膜融合；吞噬作用；大吞饮作用；以及由动力蛋白、网格蛋白、脂筏和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖介导的内吞作用，这些最终都会导致其货物转移到受体细胞中。
  6. 吞噬作用涉及细胞膜包裹外泌体形成吞噬体。吞噬体随后与含有消化酶的溶酶体融合，分解吞噬体的内容物。
  7. 相比之下，大吞饮作用是一种非选择性的内吞形式。肌动蛋白驱动的膜皱褶会折叠回自身以形成大吞饮体。与吞噬体类似，这些大吞饮体可以与溶酶体融合，导致其内容物的降解。

Inhibiting exosomes uptake

抑制外泌体摄取

Para_04
  1. 理解并靶向癌症外泌体与受体细胞相互作用以促进肿瘤生长的机制，对于治疗干预具有巨大潜力。
  2. 此外，靶向策略将最小化外泌体抑制的系统效应。
  3. 可以通过抑制多种机制来防止外泌体进入受体细胞（图2），包括：（一）吞噬作用；（二）巨胞饮作用；（三）动力蛋白介导的内吞作用；（四）网格蛋白介导的内吞作用；（五）脂筏介导的内吞作用；以及（六）肝素硫酸介导的内吞作用。
  4. 其他方法基于：（一）受体拮抗，涉及阻断外泌体通过其内化的特定受体；（二）竞争性抑制，通过引入良性外泌体与相同的摄取机制竞争；（三）免疫参与，从而增强免疫系统在癌症外泌体与受体细胞相互作用之前识别和清除癌症外泌体的能力；以及（四）基因沉默，涉及使用siRNA，可以下调参与癌症外泌体摄取的蛋白质的表达。
  5. 每种方法都有其挑战，但总体目标仍然相同：防止癌症外泌体对受体细胞的有害影响。
Para_05
  1. 一项研究报告了抑制外泌体与其靶细胞相互作用的方法
  2. 作者描述了如何通过使用抗PD-1免疫疗法治疗黑色素瘤患者，阻断PD-L1+癌性外泌体与CD8+ T细胞的相互作用，从而消除其对CD8+ T细胞的抑制效应
  3. 这些发现描述了一种通过抑制外泌体与其靶细胞相互作用来实现的机制
  4. 尽管有这些概念验证研究，但尚未开发出抑制这些机制的标准方法，大多数研究主要集中在通过产生细胞抑制外泌体的生成

Therapeutic applications of engineered exosomes for cancer care

Para_01
  1. 外泌体是可定制的药物递送系统（图3），利用内在的细胞通讯机制将治疗剂直接递送到癌细胞，从而提高治疗效果，克服药物耐药性，并最小化系统性毒性。
  • 图3. 工程化外泌体用于癌症靶向和免疫增强。
  • 该图展示了从树突状细胞（DCs）、间充质干细胞（MSCs）和成纤维细胞工程化外泌体的技术，旨在作为精确的递送载体用于癌症治疗并增强免疫反应。
  1. 这些工程化的外泌体被描绘为具有表面修饰，可以选择性地附着并渗透癌细胞，递送治疗性分子，例如调节基因表达的miRNAs、siRNAs和mRNAs，改变细胞信号的蛋白质，能够破坏细胞过程的小分子，以及直接作用的化疗药物。
  2. 这些外泌体的货物还包括肿瘤靶向递送系统，包括用于精确药物运输的抗体、磁场引导递送机制、用于基因沉默的siRNA，以及专门设计用于攻击肿瘤细胞的肽。
  3. 还有肿瘤吞噬作用的工程化激活，促使癌细胞自我毁灭。
  4. 这些工程化的外泌体也可以参与抗原呈递过程，展示它们如何加载肿瘤抗原并与免疫细胞表面的受体相互作用以触发强烈的免疫反应。
  5. 这种相互作用对于免疫细胞的招募和激活至关重要，有助于身体识别和消灭肿瘤细胞的自然能力。
  6. 缩写：ASO，反义寡核苷酸。
Para_01
  1. 选择和改造产生外泌体的细胞对于获得这些递送系统至关重要，其中来自间充质干细胞（MSCs）、树突状细胞（DCs）和CAR-T细胞以及肿瘤细胞的外泌体最为有前景。
  2. 通常这些细胞会经过基因工程改造以表达治疗分子，如siRNA、细胞因子或化疗药物，这些分子在生物发生过程中被封装在外泌体内。
  3. 产生外泌体的细胞也可以被转染融合蛋白，该蛋白由靶向配体与跨膜蛋白（如LAMP-2B）融合而成。
  4. 外泌体在其表面呈现靶向配体。
  5. 为了增加肿瘤靶向性，外泌体表面修饰也至关重要。
  6. 通过改变或添加特定的靶向配体，如抗体、肽或适配体，这些配体能够识别并结合到癌细胞上过度表达的受体，外泌体可以被高特异性地引导至肿瘤。
  7. 表达c-Met配体的工程化巨噬细胞来源的外泌体，增加了其对过度表达c-Met的三阴性乳腺癌细胞的靶向性。
Para_02
  1. 此外，外泌体作为新型癌症疫苗，用于对抗肿瘤增殖和转移的多功能性也已见报道。
  2. 这些工程化的外泌体在改善患者预后方面，在临床前和临床环境中都显示出潜力。
  3. 还有研究者提出，外泌体可以调节免疫反应以获得治疗益处。
Para_03
  1. 外泌体与其他纳米颗粒（如脂质体）相比，是更优越的载体，这归因于它们的生物相容性和低免疫原性。
  2. 表达CD47的外泌体在循环中表现出更高的保留率，并且与脂质体相比，更能抵御吞噬作用。
  3. 为了提高它们的循环时间和靶向性，外泌体可以与脂质体融合，形成外泌体-脂质体杂合体，结合了两种载体的优势。
  4. 外泌体也可以用纳米颗粒进行涂层处理。

Mesenchymal stem cell-derived exosomes

间充质干细胞来源的外泌体

Para_04
  1. MSCs 是癌症治疗的有效选择。
  2. 作为在临床环境中研究最为深入的干细胞类型之一，其安全性已广为人知。
  3. 然而，免疫排斥仍然是一个问题。
  4. 此外，尽管在临床应用中进行了批量生产的优化，但仍存在一些限制，例如随着每次传代，增殖率和治疗效果逐渐下降，且有证据表明只有少量细胞能够到达目标组织。
  5. 因此，与 MSCs 相关的风险使得科学界转向 MSC 外泌体作为更安全的选择。
  6. 它们已知的低免疫原性、易于通过血流和穿越血脑屏障的能力、长稳定性以及能够在短时间内大量获取的特性，进一步证明了它们相对于 MSC 治疗的优越性。
  7. 这些囊泡模拟了 MSCs 的特性，展现出促肿瘤和抗肿瘤效应，被认为是潜在的细胞-free治疗替代方案。
  8. 它们含有致癌核酸，如 miR-21-5p，据报道该物质能促进肺癌细胞生长和迁移，并改变免疫细胞极化。
  9. 骨髓 MSC 外泌体也被揭示通过激活 Hedgehog 信号通路，促进骨肉瘤和胃癌细胞系的增殖。
  10. 相比之下，脂肪来源的 MSCs 及其外泌体抑制乳腺癌生长并诱导癌细胞凋亡。
  11. 在前列腺癌中，MSC 来源的外泌体 miR-187 阻断了癌细胞中的 JAK3-STAT3-Slug 通路，限制了它们的增殖和转移能力。
  12. 装载紫杉醇的 MSC 外泌体诱导了 HeLa 宫颈癌细胞的凋亡并抑制了上皮-间质转化（EMT）。
Para_05
  1. 总之，MSC外泌体通过携带调节肿瘤行为的治疗剂，代表了一种有前景的癌症治疗策略。
  2. 然而，在临床应用之前，必须解决方法学上的挑战，例如剂量和递送方法。

Dendritic cell-derived exosomes

树突状细胞来源的外泌体

Para_04
  1. DC细胞来源的外泌体（DEXs）具有引发细胞免疫和体液免疫反应的潜力。
  2. 这些囊泡呈现主要组织相容性（MHC）-肽复合物和共刺激分子，可以激活免疫细胞，如CD8+ T细胞和自然杀伤（NK）细胞，导致肿瘤排斥并避免免疫抑制的肿瘤微环境，减少体内肿瘤生长。
Para_05
  1. DEXs的独特组成正在研究中，用于开发针对致癌病原体的疫苗、癌症疫苗和免疫疗法。
  2. 值得注意的是，一项二期临床试验显示，负载MHC-I和II限制性癌症抗原的干扰素（IFN）-γ-DEXs增强了NK细胞功能，并与晚期NSCLC患者的无进展生存期延长相关。
  3. 此外，DEXs在体内激活细胞毒性T淋巴细胞，有效抑制肿瘤进展，成为DC过继疗法的替代方案。
  4. 与MUC1结合的DEXs被DCs摄取，促进其成熟并在其表面通过MHC-I和-II呈递抗原，刺激T细胞依赖性免疫反应，并在体内抑制肿瘤生长。
  5. 与NKG2D配体RAE-1γ结合的DEX在体外促进了NK、CD4+和CD8+ T细胞的激活，并在体内抑制了白血病细胞的增殖。
  6. 对这些小鼠重新挑战慢性髓系白血病细胞表明，RAE-1γ-DEX治疗产生了持久的免疫保护，增强了小鼠的生存率。
Para_06
  1. 这些发展扩大了DEXs的治疗范围，超出了之前的预期，尽管优化它们的递送和临床应用还需要进一步探索。

Vehicles for cargo delivery

货物运输车辆

Para_04
  1. 外泌体是具有组织趋向性的天然药物递送工具。
  2. 然而，克服技术挑战仍然至关重要。
  3. 将治疗剂装载到外泌体的各种方法，以及表面修饰，正在增强其靶向性、稳定性、循环性和携带治疗剂的效力，这些正在临床试验中得到验证。
  4. 装载有miR21和5-氟尿嘧啶（5-FU）的外泌体导致体内结肠肿瘤生长减少。
  5. 此外，源自白血病细胞的外泌体被工程化以运输CD80和CD86到DCs，诱导T细胞介导的抗白血病免疫反应。
  6. 外泌体也正在被探索作为CRISPR/Cas9基因编辑在癌症治疗中的递送载体，克服了将这一系统递送到目标细胞的挑战。
  7. 在PDAC中，用含有针对突变Kras-G12D的CRISPR/Cas9质粒的外泌体治疗皮下和原位小鼠模型，导致肿瘤生长减少。
  8. 在卵巢癌的体内模型中使用了表达针对PARP-1的CRISPR/Cas9质粒的外泌体，诱导癌细胞凋亡并增加顺铂的疗效。
  9. 因此，CRISPR/Cas9装载外泌体与化疗的结合可能对癌症治疗有益。
  10. 尽管这是一个活跃的研究领域，但仍需进一步研究以了解在癌症护理中使用这种CRISPR/Cas9和外泌体策略的可行性。
Para_05
  1. 使用外泌体作为递送系统在体外和体内均显示出令人鼓舞的结果。
  2. 它们对癌细胞的天然趋向性使它们能够被装载协同治疗，显著增强治疗效果。
  3. 尽管目前还有限，但正如后文所述，正在出现利用外泌体进行治疗递送的临床试验。
  4. 未来的努力应集中在将外泌体的有益特性从临床前研究转化为临床应用，确保其在癌症治疗中的潜力得到充分实现。

Chimeric antigen receptor-T cell-derived exosomes

嵌合抗原受体-T细胞来源的外泌体

Para_04
  1. CAR-T细胞衍生的外泌体保留了CAR-T细胞的功能、特异性、抗原表达和细胞毒性，同时可能绕过CAR-T疗法的局限性，并减轻与细胞疗法相关的一些不良反应。
  2. 研究表明，CAR-T外泌体能够诱导与CAR-T细胞类似的抗肿瘤效果，毒性低，且由于其表面缺乏PD-1，能够逃避由PD-L1诱导的免疫抑制机制。
  3. 这些CAR-T外泌体还被证明能够表达细胞毒性分子，如穿孔素和颗粒酶B，并能靶向表达抗原的癌细胞，引发其死亡。
  4. 此外，用CAR-T外泌体治疗的小鼠乳腺癌和肺癌模型中，肿瘤生长也得到减少。
  5. 更重要的是，经过工程化改造以靶向间皮素的CAR-T细胞来源的外泌体在抑制乳腺癌生长方面显示出巨大潜力，且未观察到明显副作用。
  6. CAR-T细胞在体内释放含有RN7LS1的外泌体。
  7. 当这些外泌体进入髓系细胞、树突状细胞和T细胞时，外泌体中的RN7SL1会诱导它们的激活和IFN生成，从而在体内触发针对肿瘤的靶向免疫反应。
Para_05
  1. 有趣的是，肿瘤外泌体会削弱针对癌症特异性抗原的CAR-T细胞的疗效。
  2. 因此，抑制肿瘤外泌体的分泌可能会增强CAR-T细胞对实体瘤的治疗效果。
Para_06
  1. 总之，虽然CAR-T细胞在治疗血液癌症方面有效，但它们在面对实体肿瘤时由于肿瘤微环境（TME）和免疫逃逸策略而面临挑战。
  2. 使用CAR-T外泌体的无细胞方法可以克服这些问题，标志着癌症免疫治疗的新方向。

Anticancer exosome vaccines

抗癌外泌体疫苗

Para_04
  1. 癌症外泌体因其能够模拟癌细胞而具有特定兴趣，它们能运输能够诱导免疫反应的抗原。
  2. 为了增加外泌体的免疫原性，癌细胞被用衣霉素处理以通过抑制N-糖基化诱导内质网（ER）应激[122]，这是蛋白质正确折叠和质量控制的基本机制。
  3. 这导致了含有免疫刺激信号和较少免疫抑制分子的外泌体的产生，这些外泌体强烈激活树突状细胞（DCs），并触发系统性T细胞介导的抗癌免疫，延缓手术后肿瘤的复发[122]。
  4. 肿瘤外泌体被工程化以表达白细胞介素（IL）-12和针对转化生长因子（TGF）-β1的短发夹（sh）RNA，以阻碍皮下植入的结肠癌肿瘤的生长。
  5. 这是外泌体驱动的DC激活和成熟的结果，进而激活T和NK细胞活性，并减少了调节性T细胞（Tregs）和髓系衍生抑制细胞（MDSCs）的数量[123]。
  6. 这些研究表明，含有修饰肿瘤外泌体的疫苗具有诱导肿瘤抗原特异性免疫反应的潜力。
  7. 同样，DC外泌体也可以通过MHC-I在其表面呈现肿瘤抗原[12]。
  8. 此外，外泌体已被用于运输免疫原性物质，如溶瘤腺病毒和紫杉醇，引发肿瘤特异性免疫反应和T细胞在肿瘤微环境（TME）中的浸润[124]。
  9. 这些发现表明，由于外泌体的生物相容性、稳定性和天然携带的肿瘤抗原，它们提供了一个多功能平台来开发癌症疫苗。

Exosomes as enhancers of immunotherapy efficacy

外泌体作为免疫疗法效力的增强剂

Para_04
  1. 外泌体可以被装载特定的免疫原性蛋白、肽或核酸，这些物质可以刺激先天性和适应性免疫反应。
  2. 外泌体与树突状细胞（DCs）的相互作用尤为重要。
  3. 外泌体可以将肿瘤抗原递送给树突状细胞，促进其成熟以及随后T细胞的激活。
  4. 这使免疫系统能够识别并攻击表达相同抗原的肿瘤细胞，其功能类似于疫苗。
Para_05
  1. 此外，外泌体可以用来调节肿瘤免疫景观，潜在地逆转通常促进肿瘤进展的免疫抑制条件。
  2. 外泌体可以被工程化以表达吸引免疫细胞到肿瘤部位的细胞因子或趋化因子，或携带siRNA以敲低肿瘤微环境中的免疫抑制基因。
  3. 在一个胰腺癌的PANC-02原位模型中，这种癌症大多被认为是‘冷’肿瘤，间充质干细胞来源的外泌体表达半乳糖凝集素-9 siRNA和奥沙利铂前药，通过阻断半乳糖凝集素-9与树突状细胞1的相互作用，触发了巨噬细胞表型从M2到M1的转变。
  4. 还观察到树突状细胞和CD8+ T细胞的招募增加，以及调节性T细胞的减少，伴随着肿瘤生长受损和生存期延长。
  5. 这种外泌体的免疫调节作用组合突显了它们与免疫疗法联合使用的潜力，协同作用并支持免疫疗法在先前无响应肿瘤中的有效性。

Exosomes in cancer clinical trials

Para_01
  1. 在癌症临床试验中，外泌体正在被评估其作为非侵入性诊断和预后生物标志物的潜力，以及其作为药物递送纳米载体的能力。它们的生物相容性和可靶向特异性可以最小化不良反应，同时增强化疗药物或靶向药物对肿瘤的影响。
Para_02
  1. 尽管它们具有巨大的潜力，涉及外泌体的临床试验面临着各种挑战。
  2. 这些挑战包括需要标准化的分离和表征方法，制备的可重复性，以及这些疗法的安全性和有效性的证明。
  3. 使用外泌体的临床结果是令人鼓舞的，反映了研究努力以最大化它们在癌症治疗中的治疗能力。

Cancer clinical trials using exosomes: good manufacturing practice

使用外泌体的癌症临床试验：良好生产规范

Para_03
  1. 外泌体属于先进治疗药物产品（ATMPs）的范畴，需要严格遵守良好的生产规范（GMP）。
  2. 这些指南对于实现这些疗法的一致性、安全性和有效性至关重要。
  3. 用于生产外泌体的源细胞必须进行表征，来源于有记录的、符合GMP的过程。
  4. 这种控制水平延伸到处理、加工和定期筛查潜在污染物，使这一过程统一且可复制。
  5. 从分离、纯化到对囊泡的详细表征，标准化是关键。
  6. 鉴于外泌体可能通过注射或输注方式给药，无菌性至关重要。
  7. 因此，无菌处理和严格的无菌测试是生产中不可协商的方面。
  8. 还必须确定外泌体在各种储存条件下的稳定性，以覆盖其预期的货架寿命。
  9. 每批用于临床试验的批次都要进行最终放行测试，以证明符合所有质量、安全和有效性的规格。
  10. 监管机构的批准是最后一道障碍，需审查所有GMP程序，然后生产设施才能获得授权。
  11. 所有这些控制步骤对于确保这些疗法在临床试验中的安全性、有效性和可重复性至关重要。

Cancer clinical trials using exosomes as biomarkers

使用外泌体作为生物标志物的癌症临床试验

Para_03
  1. 外泌体已在临床试验中被测试作为多种癌症的诊断和预后生物标志物（表1）。
  2. 在结直肠癌中，富含特异性miRNA的循环肿瘤外泌体可能提供早期预后信息（NCT04523389）。
  3. 对于肺癌，一项使用470名患者的试验分析了血浆外泌体以识别诊断标志物（NCT04529915），而相关研究则对早期非小细胞肺癌患者的肿瘤引流静脉中的外泌体进行了分子特征分析，以识别术后复发的预测标志物（NCT04939324）。
  4. 对于甲状腺癌，尿液中外泌体甲状腺球蛋白和半乳糖凝集素-3被测试作为潜在的非侵入性预后和复发生物标志物（NCT03488134）。
  5. EXO-PPP研究评估了循环肿瘤外泌体的预后和预测价值，将其分子特征与胃癌患者的治疗结果联系起来（NCT01779583）。
  6. 乳腺癌的诊断和预后是初步研究的重点，该研究检查了在接受新辅助化疗的患者中，肿瘤外泌体作为潜在新型生物标志物的可能性（NCT01344109）。
  7. 在非霍奇金B细胞淋巴瘤中，一项试验考虑了外泌体中免疫治疗靶标的表达如何有助于治疗耐药性（NCT03985696）。
  8. 另一项研究评估了在接受新辅助放化疗的直肠癌患者中外泌体生物标志物，将这些水平与各种临床结果相关联（NCT03874559）。
  9. ExoLuminate研究专注于胰腺导管腺癌（PDAC）。通过涉及高风险个体，该试验旨在建立一种非侵入性早期筛查测试（NCT05625529）。
Para_04
  1. 这些研究强调了外泌体作为非侵入性诊断和预后工具在多种癌症中的兴趣。

Cancer clinical trials using exosomes as cargo delivery vehicles

使用外泌体作为货物递送载体的癌症临床试验

Para_03
  1. 临床试验正在利用外泌体的独特特性，用于癌症治疗中的靶向药物递送。
  2. 路易斯维尔大学牵头进行了一项试验，评估使用植物外泌体将姜黄素递送到结肠组织和肿瘤中的效果。
  3. 这种方法旨在解决姜黄素生物利用度的挑战，并提高其治疗效果。
  4. 此外，间充质干细胞外泌体已被用于携带KrasG12D siRNA，作为治疗KrasG12D突变转移性胰腺导管腺癌患者的手段。
  5. 该试验评估了治疗方案的药代动力学、反应率、疾病控制、无进展生存期和总生存期，为靶向致癌性KRAS提供了新视角，KRAS被认为是一个难以药物靶向的目标。
  6. 这些研究强调了外泌体在癌症治疗中靶向药物递送的潜力，为肿瘤治疗提供了有前景的策略。
Para_04
  1. 然而，正在进行以细胞外囊泡作为治疗剂的临床试验数量相对较少（见表2）。
  2. 体外和临床前研究未能转化为临床实践的原因包括细胞外囊泡具有促肿瘤和抗肿瘤的双重作用，以及其携带物的多样性，这些都需要更好地理解，以便工程化细胞外囊泡，使其能有效地将治疗剂递送到癌细胞中，而不激活可能引起不良反应的其他机制。

Cancer clinical trials using exosomes as cancer vaccines

使用外泌体作为癌症疫苗的癌症临床试验

Para_03
  1. 古斯塔夫·鲁西医院（巴黎）进行的二期临床试验，在理解负载肿瘤抗原的DC细胞外囊泡在癌症免疫治疗中的潜力方面做出了重要贡献（NCT01159288）。
  2. 这些细胞外囊泡被用于激活T细胞，使其能够识别并攻击表现出相同抗原的癌细胞。
  3. 该试验针对的是那些在诱导化疗后要么有响应要么病情稳定的不可切除非小细胞肺癌患者，以增强无进展生存期（NCT01159288）。
  4. 此外，另外两项针对非小细胞肺癌和黑色素瘤的一期试验显示，对MAGE负载的DC细胞外囊泡的给药具有良好的耐受性，同时还增加了NK细胞和T细胞的反应[130,131]。
Para_04
  1. 类似于使用外泌体作为货物递送系统，将其用作癌症疫苗也面临挑战。
  2. 主要挑战包括外泌体携带的复杂多样的分子，这些分子可能会在免疫系统的调节中产生相反效果，以及循环中大量存在的癌症外泌体，这些外泌体大多被描述为免疫抑制性的，可能会掩盖用于作为癌症疫苗的工程化外泌体的效果。
  3. 这些挑战可以通过对外泌体进行广泛的临床特性描述和改进工程方法来克服。
  4. 循环中癌症外泌体的存在也可以通过使用外泌体分泌抑制剂与外泌体疗法相结合来减少。

Concluding remarks

Para_01
  1. 这篇综述强调了外泌体在癌症治疗和诊断中的巨大潜力（参见未解决的问题）。
  2. 虽然它们作为早期检测和患者监测的生物标志物的前景很有希望，但仍存在一些挑战，例如缺乏高效的分离和分析方法，以及在临床环境中需要验证的生物标志物。
  3. 未来将基于外泌体的疗法整合到临床实践中，需要克服包括标准化分离协议、可扩展生产和精确递送机制在内的障碍。
  4. 了解外泌体内特定分子如何影响肿瘤细胞、肿瘤微环境（TME）和免疫反应，对于工程化治疗性外泌体至关重要。
  5. 在CRISPR/Cas9递送和涉及外泌体的免疫疗法策略方面的进展，例如增强适应性细胞疗法和抑制癌症外泌体生成，预示着未来靶向、个性化且侵入性较小的癌症治疗方法。
Para_02
  1. 外泌体研究有潜力彻底改变肿瘤学临床实践。
  2. 未来的努力应集中在改进分离和表征技术，以确保研究的连贯性和可重复性。
  3. 包括超分辨率显微镜和单外泌体分析在内的先进工具将增强详细分析。
  4. 理解外泌体的功能多样性和来源特异性作用至关重要，包括它们的分子货物和靶向机制。
Para_03
  1. 广泛研究外泌体在不同癌症中作为免疫抑制因子和免疫刺激因子的双重功能是非常重要的。
  2. 这将有助于实现更加个性化的临床治疗方法。
  3. 发现触发这些效应的特定生物分子对于开发基于外泌体的免疫疗法和疫苗，以及作为诊断目的的生物标志物至关重要。
  4. 研究外泌体在肿瘤微环境（TME）中的作用对于揭示它们如何影响肿瘤生长、转移和耐药性是必不可少的。
  5. 为了提高已识别的生物标志物和作用机制转化为临床测试的效率，创新且具有生物学意义的研究方法和模型也至关重要。
  6. 研究外泌体在免疫反应调节、TME特征和器官趋向性方面的作用，主要涉及体外标记（荧光或放射性标记）外泌体，然后注射到体内模型的循环系统中。
  7. 此外，当前研究通常使用的体外和体内外泌体数量与循环中的生理水平不相关，这一差异需要解决。
  8. 因此，鉴于所用实验方法和模型的局限性，在解释数据时也需要谨慎。
  9. 此外，开发抑制癌症外泌体分泌的抑制剂可能提供一种新的治疗策略，增强化疗药物和免疫治疗药物的疗效。
Para_04
  1. 需要更多的临床试验来评估基于外泌体的疗法的安全性和有效性。
  2. 建立标准化指南对于其成功临床转化至关重要。
  3. 通过解决这些领域的问题，未来的研究可以为新的治疗策略铺平道路，并改善肿瘤学患者的预后。

Outstanding question

  1. 如何进一步提高CAR-T和DC来源的外泌体的生物相容性和靶向效率，以用于癌症疫苗开发？
  2. 基于外泌体的诊断成功临床转化的关键决定因素是什么，特别是在其敏感性和特异性方面？
  3. 如何克服规模化和监管批准的挑战，以确保基于外泌体的癌症疗法的广泛临床应用？
  4. 我们如何增强治疗性外泌体在系统循环中的稳定性和持久性，以改善治疗效果？
  5. 外泌体中哪些新的生物标志物可以验证用于早期癌症检测和疾病进展监测？

Resources

Para_01
  1. https://clinicaltrials.gov/study/NCT04523389
Para_02
  1. iihttps://clinicaltrials.gov/study/NCT04529915
Para_04
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Para_05
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Para_06
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