David W. Greening 等学者在 Nature Reviews Clinical Oncology 上发表了一篇题为“Clinical relevance of extracellular vesicles in cancer — therapeutic and diagnostic potential”的综述，系统梳理了细胞外囊泡在癌症治疗和诊断中的临床潜力、技术挑战与转化路径。
一、细胞外囊泡的定义与异质性
细胞外囊泡是一类由脂质双层包裹的膜性颗粒，涵盖外泌体、微粒体、中体残余物、凋亡小体、迁移体等多个亚型。外泌体直径约50–150 nm，由多囊泡体与质膜融合后释放；微粒体直径可达1500 nm，通过质膜出芽产生。此外还存在非囊泡性细胞外颗粒，如外泌粒和超级粒。由于不同亚型在生物发生机制、粒径、分子标记物和功能方面差异显著，国际细胞外囊泡学会建议以“细胞外囊泡”作为统称，并以来源细胞、表面标志物、粒径分布和生物学功能等可测量特征进一步定义亚型。这种异质性既体现在分子层面，也反映在分离方法、子群体蛋白质组和转录组差异上，对诊断和治疗的标准化构成重大挑战。不同细胞来源和病理状态亦会改变囊泡内容物，使其具有高度动态和多功能的特征。
二、癌症来源的细胞外囊泡驱动肿瘤进展
癌症来源的细胞外囊泡携带多种致癌分子，包括新抗原、癌蛋白、融合蛋白、肿瘤特异性核酸序列、逆转录转座子以及扩增的癌基因片段。这些囊泡不仅促进原发肿瘤生长，还参与转移前微环境的形成和远处器官的转移定植。例如，乳腺癌细胞释放的 miR-105 可破坏内皮屏障，促进循环肿瘤细胞进入肺实质；特定整合素可引导囊泡被肺组织摄取并上调 S100A4 等转移促进因子。2024年的一项研究进一步确定腹腔液中 S100A4 阳性肿瘤囊泡可作为卵巢癌的预后标志物。程序性死亡配体1阳性的肿瘤囊泡还可作为诱饵吸附治疗性抗程序性死亡配体1抗体，削弱免疫治疗效果。除了核酸和蛋白质，囊泡表面的细胞因子、脂质及外围形成的生物分子冠层也会改变其体内分布、清除速率和靶细胞摄取效率，因此研究者正在开始重视囊泡表面的“蛋白冠”对药代动力学和免疫识别的影响。这些证据表明，肿瘤细胞外囊泡不仅是肿瘤进展的旁观者，更是主动参与癌症进化和免疫调控的功能单元。
三、细胞外囊泡的分离、纯化与临床应用前挑战
细胞外囊泡的分离方法包括差速离心、超速离心、密度梯度离心、微流控、电荷分离、免疫亲和捕获、切向流过滤等。不同生物体液和不同目标纯度需要选择相应策略。由于亚群来源不同，获得囊泡后还需进行粒径、标志物、形态和分子组成等多维度表征。针对临床级生产，生物参考材料虽已初步建立，但仍缺乏适用于复杂体液的标准化对照品。从治疗角度看，细胞外囊泡被监管机构视为药物和生物制品，因此需要透明地报告生产工艺、质量控制、安全性和有效性。自体来源的囊泡可减少免疫排斥，但面临制备周期、成本和规模化困难；通用异体来源则更具可扩展性，但需关注免疫原性和批次一致性。当前符合药品生产质量管理规范的囊泡制备方案仍较少，且美国食品药品监督管理局尚未发布专门指南。在诊断方面，循环生物标志物开发的关键瓶颈在于现有分离方法通量低，难以转化为临床检测流程。肿瘤特异性囊泡分离技术的缺乏限制了灵敏度，多项研究尝试通过尺寸排阻色谱、免疫亲和捕获和微流控芯片从血浆中富集肿瘤囊泡。例如，基于 KRAS 突变的检测在直接分析总囊泡时灵敏度为44.1%，但经过表面捕获后提高至73.0%。双捕获循环肿瘤细胞与囊泡的系统已能在黑色素瘤患者中实现细胞和囊泡的共同富集。交流电动力学和模板等离子体技术等新平台也显示出快速、多重检测的潜力，其中模板等离子体技术对结直肠癌和胃癌的曲线下面积达到0.97。
四、工程化细胞外囊泡用于癌症治疗
细胞外囊泡可作为药物递送载体，也可被改造为疫苗或免疫治疗工具。改造策略包括基因工程、化学修饰、膜融合、点击化学、电穿孔、纳米孔化和杂化囊泡构建等。载荷装载方面，小分子化疗药物、反义寡核苷酸、小干扰 RNA、微小 RNA、信使 RNA 以及 CRISPR–Cas9 系统均已被尝试包载入囊泡。针对 KRAS G12D 突变的囊泡递送系统在胰腺导管腺癌模型中实现了比脂质纳米颗粒更强的肿瘤抑制作用。基于光学可逆蛋白相互作用的装载系统利用活细胞自身机制将治疗性蛋白包入囊泡，避免了外源装载的效率限制；基于泛素化或雷帕霉素敏感融合域的装载体系也已被用于递送 Cas9 和向导 RNA。电穿孔虽然被广泛使用，但可能导致核酸聚集并改变囊泡摄取和分布特性，因此需要优化和控制。供体细胞工程是提高内源载荷的有效手段，通过将目标蛋白与 LAMP2B、CD63 或 CD81 等分选蛋白融合，可促进囊泡特异性分选效率。以外源序列如 CGGGAG 为特征的 RNA 出囊泡基序也被设计用来增强微小 RNA 的装载。靶向性方面，囊泡表面可通过整合素结合肽、适体、抗体结合域、细胞穿膜肽和组织靶向肽进行修饰。例如，PTHTRWA 七肽修饰的囊泡可通过 α5β1 整合素靶向肺癌细胞；CD47 富集或红细胞膜融合策略可降低吞噬清除，延长循环时间。基于树突状细胞的囊泡疫苗常通过体外脉冲肿瘤抗原、表达膜结合白细胞介素-2或加载抗 CTLA-4 抗体来增强 T 细胞反应。诱导多能干细胞来源囊泡已在多种同基因肿瘤模型中显示预防性和治疗性疫苗活性。光活化沉默囊泡通过活性氧响应释放 siRNA 并重塑肿瘤微环境，在黑色素瘤和结直肠癌模型中展现了局部选择性治疗优势。尽管工程化策略丰富，但大多数仍停留在临床前阶段，进入早期临床的囊泡疫苗在安全性方面表现良好，但在晚期肿瘤中的疗效仍有限。
五、细胞外囊泡作为癌症生物标志物
细胞外囊泡因其直接来源于肿瘤细胞、易于从血液和尿液中获取，并受到脂质双层保护，被认为是具有前景的液体活检标志物来源。GPC1 阳性肿瘤囊泡在早期胰腺导管腺癌检测中显示出较高灵敏度与特异性，其与血清 CA19-9 联合使用时特异性为91.3%，灵敏度约为81%。ExoDx Prostate（Intelliscore）是一种基于尿液囊泡基因表达的无创检测，已在随机多中心试验中纳入1094例前列腺癌患者，能够减少低风险患者不必要的活检，并将高风险前列腺癌检出率提高21.8%。此外，差异超速离心联合蛋白质组学分析可区分肿瘤来源囊泡与非恶性组织来源囊泡，VCAN、TNC 和 THBS2 等标志物组合对原发不明肿瘤的分类准确率较高。单囊泡分析、多通道荧光分析和人工智能辅助的多组学整合正在推动标志物发现从群体平均向单颗粒分辨率发展。研究者还尝试通过捕获 KRAS、BRCA2 等驱动基因突变来追踪克隆演化和治疗耐药。多抗体或微流控联合策略虽然提高了捕获效率，但流程复杂、通量有限，仍需进一步标准化。总体来看，细胞外囊泡标志物的临床应用正在从单一指标向多重标志物组合转变，从离线富集向自动化、芯片化平台演进。
六、临床转化价值与未来方向
该综述指出，尽管细胞外囊泡在药物递送、疫苗开发和液体活检方面具备显著潜力，但其临床转化仍受制于异质性控制、规模化生产、标准化分离和分析流程以及监管框架的缺失。针对这些瓶颈，研究者需要建立通用参考材料、统一表征指标和可重复的制备规范。工程化囊泡的免疫原性、生物分布、载药效率、稳定性和长期安全性仍需系统评估。未来，单囊泡检测、多组学整合和人工智能算法有望提高诊断特异性，而模块化供体细胞工程、杂化囊泡设计和刺激响应释放系统将推动治疗产品的迭代。文章呼吁加强跨学科合作，将细胞外囊泡的基础生物学发现与临床需求结合，以推动其从实验室工具发展为可用的癌症诊疗平台。与此同时，早期临床试验应在安全性、免疫调节活性和可适应性的基础上，进一步明确疗效终点和患者获益。细胞外囊泡如果能够在分离标准化、工程化效率、规模化生产和监管科学等方面获得突破，将为癌症早期筛查、个体化治疗监测和靶向递送提供新一代技术基础。