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NK細(xì)胞外泌體——將化療藥精準(zhǔn)遞送癌細(xì)胞，提高抗腫瘤效果

2025-02-26 點擊量：782

在過去幾十年間，甲狀腺癌的發(fā)病率一路飆升，越來越多的人被它盯上。甲狀腺癌主要可以分成幾大類，像分化型甲狀腺癌（DTC），包括乳頭狀甲狀腺癌（PTC）和濾泡狀甲狀腺癌（FTC），這兩種還算“溫和”，大部分患者的預(yù)后情況比較樂觀，算是不幸中的萬幸。但未分化甲狀腺癌（ATC）堪稱甲狀腺癌中的“惡魔”，是最致命的惡性腫瘤之一。ATC患者的生存狀況非常糟糕，1年生存率僅有約20% ，平均生存期還不到6個月。目前，手術(shù)、化療、放療、促甲狀腺激素（TSH）抑制療法等各種治療手段都被派上了用場，但遺憾的是，這些方法都沒能顯著改善ATC患者的生存情況。

索拉非尼（sorafenib）作為一種明星抗癌藥物，在腫瘤治療領(lǐng)域小有名氣。它能是抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和血管生成，就像切斷腫瘤的“補給線”和“生長動力”。憑借這一出色表現(xiàn)，索拉非尼獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的批準(zhǔn)，用于治療肝細(xì)胞癌、晚期腎細(xì)胞癌以及分化型甲狀腺癌。但令人惋惜的是，面對ATC這個“硬骨頭”，索拉非尼卻有些力不從心，目前還未被應(yīng)用于ATC的治療。

為什么會這樣呢？這是因為腫瘤組織周圍存在各種生物屏障，就像一道道堅固的防線，阻擋著藥物到達(dá)腫瘤細(xì)胞。傳統(tǒng)的藥物遞送系統(tǒng)（DDS），比如一些人工合成的納米載體，很容易被免疫系統(tǒng)中的單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞或網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES）識別并清除，還沒等到達(dá)腫瘤細(xì)胞，就“折戟沉沙”了，這大大降低了藥物的治療效果，也阻礙了它們從實驗室走向臨床應(yīng)用。所以，開發(fā)一種能夠有效將索拉非尼遞送至腫瘤細(xì)胞的新型遞送系統(tǒng)，就成了攻克ATC治療難題的關(guān)鍵，這也是科研人員們努力的方向。

外泌體與外泌體模擬物：抗癌新希望？

在尋找新型藥物遞送系統(tǒng)的過程中，外泌體進入了科研人員的視野。外泌體是細(xì)胞分泌的一種微小囊泡，別看它個頭小，作用可不小。它就像細(xì)胞間的“快遞員”，能在細(xì)胞之間傳遞各種生物分子，比如蛋白質(zhì)、核酸等，在免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡、增殖等生理過程中發(fā)揮著重要作用。而且，由于外泌體是人體自身細(xì)胞分泌的，天生具有低免疫原性的優(yōu)勢，不太容易被免疫系統(tǒng)當(dāng)作“外來物”清除掉，這讓它成為了藥物遞送領(lǐng)域的“潛力股”。

近年來，外泌體在腫瘤治療方面展現(xiàn)出了獨特的潛力，科研人員嘗試將各種藥物、核酸等裝載到外泌體中，讓它們精準(zhǔn)地把“彈藥”送到腫瘤細(xì)胞身邊，實現(xiàn)更高效的治療。用牛奶來源的外泌體搭載紫杉醇和阿霉素治療癌癥，還有用外泌體包裹姜黃素，不僅能抵抗腸道消化，還能增強腸道通透性。外泌體還能遞送siRNA、miRNA和shRNA等，為基因治療開辟了新途徑。

但外泌體也有自己的“短板”。它的制備過程相當(dāng)麻煩，不僅耗時費力，產(chǎn)量還很低。不同的制備方法還會導(dǎo)致外泌體的性質(zhì)和功能存在差異，好比不同廠家生產(chǎn)的同一款產(chǎn)品，質(zhì)量參差不齊，這給外泌體的大規(guī)模生產(chǎn)和臨床應(yīng)用帶來了很大的阻礙。

為了克服外泌體的這些缺點，外泌體模擬物（EM）應(yīng)運而生。外泌體模擬物在生物學(xué)功能上和外泌體很相似，但產(chǎn)量卻高得多，是新一代受生物啟發(fā)的納米級藥物遞送系統(tǒng)。以前有研究通過細(xì)胞擠壓的方法制備間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體模擬物，這些納米顆粒不僅產(chǎn)量高，還保留了外泌體遞送化療藥物的能力。還有研究用巨噬細(xì)胞制備裝載阿霉素的外泌體模擬物，證實了其在全身注射后的抗腫瘤效果。甚至連革蘭氏陰性菌都能用來制備外泌體模擬物，這些模擬物在體外和體內(nèi)研究中都展現(xiàn)出了抗菌和抗腫瘤的活性。可以說，外泌體模擬物的出現(xiàn)，為藥物遞送系統(tǒng)帶來了新的希望，也為癌癥治療提供了更多可能。

NK細(xì)胞外泌體模擬物的抗癌潛力

基于外泌體模擬物的優(yōu)勢，研究人員把目光投向了NK細(xì)胞來源的外泌體模擬物（NKEM），想看看它能不能成為攻克甲狀腺癌的“秘密武器”。他們打算把索拉非尼裝載到NKEM中，制成NKEM - S，然后測試它對甲狀腺癌細(xì)胞系的殺傷能力。在這個過程中，科研人員進行了一系列嚴(yán)謹(jǐn)且精妙的實驗。

研究人員選用了人乳頭狀甲狀腺癌細(xì)胞系K1和人未分化甲狀腺癌細(xì)胞系BHT101，還有人NK細(xì)胞系NK - 92MI 。為了方便觀察和檢測，研究人員還讓癌細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)了增強型螢火蟲熒光素酶（effluc）基因，這樣在后續(xù)實驗中，通過添加底物D-熒光素，再利用IVIS Lumina III成像系統(tǒng)，就能像給癌細(xì)胞裝上了“信號燈”一樣，清楚地看到它們的“一舉一動”。

接下來就是制備NKEM - S這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)了。研究人員調(diào)整了以往的實驗方案，讓NK - 92MI細(xì)胞在含有索拉非尼（50 ng/mL）的培養(yǎng)基中“浸泡”，然后用微型擠出機把細(xì)胞擠過5μm和2μm的濾膜，就像是讓細(xì)胞“穿過層層關(guān)卡”。經(jīng)過這樣的處理，再通過過濾、超速離心等步驟，就得到了NKEM - S。之后，研究人員用納米顆粒跟蹤分析（NTA）技術(shù)來“打量”這些納米顆粒，看看它們的“身材”如何。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NKEM - S的粒徑分布比較均勻，平均粒徑在201.9nm左右，而且索拉非尼的裝載并沒有讓它的大小發(fā)生明顯變化，這意味著索拉非尼的裝載沒有破壞NKEM - S的基本結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的實驗打下了良好的基礎(chǔ)。

從自然殺傷細(xì)胞的培養(yǎng)開始，經(jīng)過離心，接著制備外泌體模擬物，然后將索拉非尼裝載到外泌體模擬物中，最后評估其對甲狀腺癌細(xì)胞系的細(xì)胞毒性。

藥物要發(fā)揮作用，首先得進入腫瘤細(xì)胞內(nèi)部，這就像“子彈”得擊中目標(biāo)一樣重要。所以，研究人員用一種熒光親脂性染料DiI給NKEM - S“涂上顏色”，然后讓它和ATC細(xì)胞系BHT101/F細(xì)胞一起“培養(yǎng)”。3小時后，在共聚焦激光顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)NKEM和NKEM - S都成功被ATC細(xì)胞“吞進肚子里”了，這表明NKEM - S具備進入腫瘤細(xì)胞的能力，為后續(xù)發(fā)揮抗癌作用邁出了關(guān)鍵的第一步。

NKEM 和 NKEM - S 能夠被 ATC 細(xì)胞系 BHT101/F 細(xì)胞攝取，證明了 NKEM - S 可將索拉非尼遞送至腫瘤細(xì)胞。

接下來就是檢驗NKEM - S“戰(zhàn)斗力”的時候了。研究人員用生物發(fā)光成像（BLI）技術(shù)，在不同時間點、不同濃度下，檢測NKEM - S對DTC細(xì)胞系K1/F和ATC細(xì)胞系BHT101/F的殺傷效果。實驗結(jié)果令人振奮，NKEM - S展現(xiàn)出了強大的實力。隨著NKEM - S濃度的增加和作用時間的延長，K1/F和BHT101/F細(xì)胞的活力明顯下降，這說明NKEM - S對這兩種甲狀腺癌細(xì)胞系都有顯著的細(xì)胞毒性，而且呈現(xiàn)出劑量和時間依賴性。即使是對化療藥物不太敏感的ATC細(xì)胞系BHT101/F，NKEM - S也能對它造成殺傷，這意味著NKEM - S有可能打破ATC治療的困境，為ATC患者帶來新的希望。

NKEM - S 對 K1/F 和 BHT101/F 細(xì)胞均表現(xiàn)出顯著的細(xì)胞毒性，且 BHT101/F 細(xì)胞對 NKEM - S 的敏感性低于 K1/F 細(xì)胞，即相同濃度的 NKEM - S 對 K1/F 細(xì)胞的殺傷效果更明顯

NKEM能否成為抗癌“新星”？

這類研究成果給甲狀腺癌的治療帶來了新的曙光。NK細(xì)胞來源的外泌體模擬物NKEM，成功搭載索拉非尼后，在體外實驗中展現(xiàn)出了對甲狀腺癌細(xì)胞強大的殺傷能力，尤其是對棘手的未分化甲狀腺癌細(xì)胞，這無疑為甲狀腺癌的治療開辟了一條新道路。

從目前的研究來看，NKEM - S有不少值得期待的優(yōu)勢。它的生物膜來源于NK細(xì)胞，這種天然的膜結(jié)構(gòu)就像一個“通行證”，能幫助它更容易地進入腫瘤細(xì)胞內(nèi)部，實現(xiàn)高效的藥物遞送。而且，NK細(xì)胞本身就具有一定的抗腫瘤能力，NKEM - S或許能繼承這種特性，讓抗癌效果“如虎添翼”。再加上納米級別的尺寸，使得它能夠輕松地擴散到腫瘤組織中，深入“敵人內(nèi)部”發(fā)揮作用。

不過，從實驗室到臨床應(yīng)用，還有很長的路要走。雖然在體外實驗中NKEM - S表現(xiàn)出色，但在真實的人體環(huán)境中，情況要復(fù)雜得多。體內(nèi)存在各種各樣的生物屏障和免疫系統(tǒng)的“巡邏兵”，NKEM - S能不能順利躲過這些阻礙，成功到達(dá)腫瘤細(xì)胞并發(fā)揮作用，還需要進一步研究。這次研究只進行了體外實驗，缺乏體內(nèi)實驗的驗證，這是目前的一個局限。未來需要開展更多的動物實驗和臨床試驗，評估NKEM - S在體內(nèi)的安全性、有效性、藥代動力學(xué)特性等。不同個體的免疫系統(tǒng)和腫瘤微環(huán)境存在差異，NKEM - S在不同人身上的效果可能也會有所不同，如何根據(jù)個體差異優(yōu)化治療方案，也是未來需要解決的問題。

盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但NKEM的發(fā)展前景依然廣闊。隨著納米技術(shù)、生物技術(shù)的不斷進步，我們有理由相信，這些問題都將逐步得到解決。也許在不久的將來，NKEM - S能夠成為甲狀腺癌治療的常規(guī)手段，為眾多患者帶來生的希望。到那時，癌癥治療領(lǐng)域又會增添一位得力的“戰(zhàn)將”，幫助人類在對抗癌癥的道路上取得更大的勝利。