摘要
尽管癌症治疗技术取得显著进展，但传统化疗及其他抗癌药物的疗效常受限于毒副作用和脱靶效应。药物递送系统的技术进步催生了新型载体，旨在提升药效并降低毒性。其中，外泌体因其低免疫原性、高稳定性、靶向特异性及诱导抗肿瘤免疫反应的能力受到广泛关注。这种靶向策略可增强肿瘤部位的药物富集，相较传统给药方式显著降低全身毒性。
尽管具备治疗潜力，外泌体药物递送仍面临关键转化障碍：规模化分离方法不足、标准化表征协议缺失及药物负载效率欠佳。近年通过生物工程技术显著提升了药物负载能力，先进分离技术更实现了外泌体的规模化生产。目前相关抗癌疗法已进入临床试验阶段，其治疗指数和安全性相较传统疗法均有明显改善。
外泌体作为精准医疗平台，其临床转化依赖标准化制造流程的建立和生物标志物驱动的患者分层策略，以优化治疗结局。
引言
外泌体是一类粒径40-150纳米的细胞外囊泡（EVs），由多数细胞类型分泌，其中间质细胞分泌量最丰富。其生成过程分为三阶段：质膜内陷形成早期内体，内体膜出芽形成多泡体（MVBs），最终MVBs与质膜融合释放囊泡内容物（图1）。这些膜包裹结构源自内吞作用，主要包含DNA、RNA、膜转运蛋白、融合蛋白（如Ras相关结合蛋白和GTP酶Rab）、热休克蛋白（HSP）、CD9/CD81、主要组织相容性复合体（MHC I/II）、核酸和脂质。
这些纳米级囊泡通过传递核酸、蛋白和脂质实现细胞间通讯。作为药物载体具有多重优势：穿越生物屏障的能力和低免疫原性，近年来被视为递送治疗药物的潜在载体。Scopus数据库显示，外泌体相关研究论文持续增长，尤以医学和生物化学领域最为活跃。针对癌症这一重大健康威胁，尽管已有多种药物和技术研发，但耐药性和疗效不足仍是挑战。外泌体通过靶向递送药物化合物至癌细胞展现出替代潜力，并可通过工程化改造提升靶向性和载药量，成为改善治疗效果和减少副作用的重要研发方向（见表1临床试验汇总）。
外泌体的组成和功能高度依赖亲代细胞及生成途径。某些成分为共有特征，而其他具有组织/细胞特异性。内体分选复合体（ESCRT）及其辅助蛋白参与MVBs内腔囊泡（ILVs）形成及后续分泌为外泌体的过程。ESCRT复合体由多个蛋白协同作用介导ILVs的出芽和剪切，随后ALIX和TSG101等蛋白参与外泌体分选，这些蛋白常作为外泌体标志物。Rab蛋白（如Rab7/8/11/27/35）在MVBs运输中起关键作用。
在脂质组成方面，不同来源外泌体的胆固醇、鞘磷脂和磷脂酰丝氨酸含量存在差异。骨髓间充质干细胞（MSC）来源外泌体的脂质组成比例见图1。脂质组成直接影响外泌体稳定性、靶向性和载药能力。研究发现，高胆固醇和鞘磷脂含量的外泌体更稳定，载物保留时间更长，但低含量者释药效率更高。比较MSC和树突状细胞来源外泌体发现，前者磷脂酰丝氨酸含量较高，后者磷脂酰胆碱占优。这种差异可能影响靶向性和载药效率。另一项针对树突状细胞外泌体的研究发现，高鞘磷脂含量者在体内外抑制肿瘤生长效果更显著，可能与其增强外泌体稳定性和靶向性的能力有关。不同来源外泌体的特性差异决定了其在抗癌药物装载中的适用性，选择需综合考虑药物类型、靶细胞及治疗目标（图2）。
外泌体在肿瘤学领域的拓展应用推动了多个研究方向的突破：从分离表征到临床转化。量化方法和保存策略的改进提升了实验重现性和长期稳定性；载药技术和控释系统的进步拓宽了可递送治疗负载的范围，涵盖传统化疗药、核酸和免疫调节剂。活体追踪技术实现了精准药代动力学分析，安全研究则深化了对免疫原性和长期效应的理解。在脑瘤治疗领域，外泌体凭借穿越血脑屏障的能力展现独特优势。工程化策略、新型仪器和高通量分析平台进一步提升生产效率。生物信息数据库和分子动力学模拟加速了理性设计。下文将详细阐述各研究领域现状、挑战及未来前景。
外泌体分离
尽管外泌体研究广泛且具临床潜力，其分离仍是重大挑战。生物液体的复杂性和外泌体群体的异质性导致分离纯度难以提升。为实现最大得率、纯度和可重复性，需根据样本类型和用途优化分离方法。
外泌体表征方法
外泌体生物功能分析通常采用流式细胞术、电子显微镜和电泳光散射等技术，用于测定尺寸、结构和表面特性。
外泌体量化
量化通常基于物理特性如尺寸、质量、密度或表面膜蛋白。选择量化技术时需收集目标外泌体的背景信息。近期开发了多种EVs浓度检测方法。
外泌体储存与保存
外泌体作为药物载体的优势在于其固有稳定性和良好储存条件。多种保存策略增强了其治疗应用潜力，储存温度显著影响稳定性。
药物递送应用
外泌体可通过皮下、皮内和瘤内注射等途径给药。给药途径显著影响药物分布、清除率和疗效。维持外泌体完整性对持续疗效至关重要。不同递送方法已在多种癌症治疗中研究。
外泌体与脑瘤治疗
放疗、化疗和手术受限于血脑屏障（BBB）。外泌体可穿越BBB直接递送治疗分子。其进入中枢神经系统的两种机制：经内皮细胞胞吞作用，以及跨BBB运输。
外泌体工程化生产与改造
可通过内部和表面修饰提升治疗应用。内部修饰包括基因编辑和声孔/电穿孔等技术，例如Zhang等用电穿孔将DNA载入外泌体用于癌症治疗。表面修饰包括亲代细胞基因工程和直接修饰如杂交、共价/非共价结合。
外泌体研究新仪器
先进自动化技术推动了外泌体研究。Izon开发的可调电阻脉冲传感（TRPS）技术革新了颗粒分析，提供高精度表征。
数据库
ExoCarta（2009年建立的手工注释库）、Vesiclepedia和EVpedia等数据库支持系统分析。ExoCarta现收录237项研究，涵盖多种生物的蛋白、mRNA、miRNA和脂质数据。
未来展望
外泌体凭借纳米尺寸、生物相容性和跨越生物屏障能力，有望成为理想药物载体。在癌症治疗中通过细胞间药物传递增强靶向性，减少脱靶效应。紫杉醇等化疗药可诱导外泌体生成促进细胞间药物传递。
结论
外泌体在诊断和治疗中的潜力备受关注，但标准化生产与分离仍是挑战。结合纯化技术、工程策略和载药优化可提升疗效。化学或基因手段的表面修饰拓展了规模化应用可能。主要挑战包括大规模生产标准化、质量控制和临床转化路径的明确。
【全文结束】
