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前言
癌细胞主动释放多种可溶性生物分子，如细胞因子、趋化因子和生长因子，以建立肿瘤微环境。在过去的几十年中，细胞外囊泡，特别是外泌体，被认为是癌细胞与基质细胞和远处细胞沟通的重要工具。新证据表明，肿瘤源性外泌体（TDE）包含多种分子成分，包括脂质、膜相关蛋白、长非编码RNA（lncRNAs）和miRNAs，它们参与肿瘤形成和侵袭的几个过程，包括血管生成、增殖和生长、转移和免疫逃逸。
大量研究表明，来源于肿瘤细胞的外泌体通过损害DC、NK细胞和T细胞的功能破坏抗肿瘤免疫。其中，NK细胞被认为是恶性细胞转化的第一层防御，而肿瘤细胞可以通过不同的机制抑制NK细胞的功能，其中肿瘤外泌体在NK细胞功能障碍中起着关键作用。
TDEs可被NK细胞吸收或通过受体－配体相互作用诱导下游信号，从而下调其抗肿瘤活性。此外，肿瘤外泌体含有多种表面配体和生物分子，可干扰NK细胞的募集、细胞因子的产生、分子表达和细胞溶解活性。因此，了解TDEs在NK细胞功能障碍中的作用，对以NK细胞为基础的肿瘤治疗具有重要的临床意义。
外泌体概述
1981年，外泌体首次被描述为由不同细胞类型在体外分泌的纳米囊泡，其脂质成分不同于质膜，表明与简单的膜出芽相比，其来源不同且更复杂。外泌体几乎可以由所有类型的细胞分泌，包括免疫细胞、血液细胞、神经元细胞、上皮细胞以及癌细胞。它们含有通过生物发生过程从原始细胞中保留下来的蛋白质。
外泌体最终可进入循环，并已在多种生物液体（如血液、尿液、唾液或母乳）中检测到，也可在恶性积液（如胸水和腹水）中检测到。已有研究表明，外泌体还可以包含miRNA、信使RNA，甚至长的非编码RNA，它们显著参与外泌体的调节作用。
外泌体的生物活性物质可以通过两种主要方式影响受体细胞的代谢。第一种是外泌体表面蛋白与靶细胞受体的直接相互作用。第二种是内容物的内化，在与目标细胞的质膜融合后，或通过内吞、巨噬细胞吞噬。外泌体具有重要的临床意义，尤其是在肿瘤中。
TDEs对NK细胞功能的影响
TDEs可通过质膜融合、内吞、吞噬、微胞饮和脂筏介导的内化被各种细胞（优先是免疫细胞）吸收。多个研究结果表明，肿瘤外泌体可以通过与细胞膜融合将其内容物输送到NK细胞中，从而阻碍其抗肿瘤功能。
TDEs调节NK细胞的募集和迁移
有证据显示，TDE积极影响癌症和免疫细胞的募集和迁移，以建立肿瘤微环境和转移生态位。先前的一项研究表明，肿瘤外泌体介导MDSC的迁移，并以CCL2依赖的方式促进小鼠乳腺癌细胞（4T1细胞）向肺的转移。最近的一项研究表明，从AML患者分离的外泌体可以显著减少NK－92细胞向肿瘤细胞的迁移。进一步的蛋白质组分析显示，与从健康供体获得的外泌体相比，AML外泌体在CXCL4、CXCL7和CCL5方面高度富集。
TDEs影响NK细胞的增殖和存活
多项研究支持TDEs主要通过下调免疫细胞的增殖和存活来促进肿瘤进展。在一项探索肿瘤外泌体对NK细胞增殖和存活的影响的先驱研究中，发现用小鼠乳腺癌（TS／a细胞）外泌体预处理可减少体外NK细胞的数量和百分比。随后的研究发现，不仅TS／a外泌体，包括来自MDA231（人类乳腺癌）、A2058（人类黑色素瘤）和4T1（小鼠乳腺癌）细胞系的外泌体都可以显著阻止IL－2诱导的NK细胞增殖。
对IL－2R下游信号通路的研究表明，经TDEs处理后，NK细胞中p42／p44和Akt（PI3K的底物）的活性没有改变。然而，观察到磷酸化STAT5水平降低，外泌体能够抑制Jak3的表达，STAT5磷酸化的降低取决于TDEs的浓度。同样，在用肿瘤外泌体处理的NK细胞中，也观察到细胞周期蛋白D3及其底物Rb磷酸化水平的剂量依赖性降低。
TDEs改变NK细胞的细胞溶解活性
最近的研究表明，除了减少NK细胞数量外，肿瘤外泌体也是在肿瘤环境中降低NK细胞溶细胞活性的候选物。已经证明，用AML外泌体处理NK－92细胞可显著抑制其对K562细胞的细胞毒性。同样，经胰腺癌衍生的外泌体预处理的NK细胞对胰腺癌干细胞的细胞毒性降低。其他研究口腔癌来源的外泌体的结果显示，与NK细胞在短时间内共同孵育后，NK细胞的口腔癌细胞杀伤作用可能会增加，但是通过增加孵育时间，NK细胞的细胞毒性显著降低。这些发现表明，尽管TDEs可能在短时间内刺激NK细胞的细胞毒性，但长时间暴露于TDEs可抑制其细胞溶解功能，导致免疫逃逸和癌症进展。
TDEs调节NK细胞产生细胞因子
TNF－α和IFN－γ是活化NK细胞产生的两种主要细胞因子，协调抗肿瘤免疫反应。胆管癌的外泌体被发现显著抑制NK细胞分泌TNF－α，降低其抗肿瘤功能。类似地，与胰腺癌衍生外泌体共同培养的NK细胞在TNF－1和IFN－γ产生方面有显著降低，表明肿瘤外泌体可影响NK细胞细胞因子的产生。
TDEs改变NK细胞的受体和分子表达模式
已知NK细胞的功能受到激活和抑制性受体的严格调控。NKG2D和NKp30、NKp44、NKp46是NK细胞上重要的激活受体，它们的表达水平决定了NK细胞的抗肿瘤能力。另一方面，NKG2A（NK细胞最重要的抑制性受体之一）的表达与其抗肿瘤活性呈负相关。
事实上，肿瘤细胞利用不同的机制操纵NK细胞上这些分子的表达，从而改变NK细胞抗肿瘤能力，导致肿瘤进展。TDEs极有可能在受体和分子表达的改变中发挥作用，从而导致肿瘤相关NK细胞功能障碍。最近，研究人员调查了口腔癌源性外泌体（OCEX）对NK细胞NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46和NKG2A表达的影响，发现OCEX在给予后24小时内显著上调NK92MI细胞上激活受体（NKG2D、NKp30、NKp44和NKp46）的表达，而NKG2A的表达在同一时间显著降低。进一步的实验显示，在7天的时间内，NK细胞上激活受体的表达逐渐减少，而在这段时间内，未观察到NKG2A表达的显著变化。由于肿瘤不断向周围微环境和循环释放外泌体，因此NK细胞更可能持续暴露于肿瘤外泌体，最终导致NK细胞的细胞毒性功能丧失。
TDEs介导NK细胞功能障碍的分子基础
肿瘤外泌体可通过多种机制主动诱导免疫抑制。其表面的各种免疫抑制蛋白以及TDE的脂质和RNA（miRNA、lncRNA等）含量可影响免疫细胞，包括NK细胞。
NKG2D的配体（MICA／B和ULBP1－6）
NK细胞持续暴露于肿瘤细胞表面表达的配体已被证明会导致NK细胞异常。研究表明，激活NKG2D的配体MHC I类相关链（MIC）A和MICB可以从肿瘤细胞中脱落，它们在患者血浆中的存在与受损的NK细胞反应和疾病进展密切相关。MICA和MICB在肿瘤外泌体中的存在已被证实，因此，外泌体MICA／B可能能够改变NKG2D表达，已经发现AML外泌体富含膜相关MICA／MICB，被认为是NKG2D下调和伴随NK细胞毒性降低的原因。
其它研究发现肿瘤细胞也释放外泌体ULBP3，与可溶性ULBP2相比，外泌体ULBP3对NKG2D下调更有效，限制了NK细胞的细胞毒性活性。这些结果可能部分解释了白血病／淋巴瘤患者临床观察到的NK细胞功能障碍，提示NKG2D的外泌体配体在肿瘤相关NK细胞异常中起着关键作用。
TGF－β
众所周知， TGF－β参与免疫反应调节的广泛过程，它对包括NK细胞在内的免疫细胞具有抑制作用。最近的研究表明，肿瘤外泌体也携带高水平的膜相关TGF－β，其可诱导与其可溶性对应物类似的免疫抑制作用。目前有多份研究报告显示，从AML和透明细胞肾细胞癌（ccRCC）患者或间皮瘤细胞分离的外泌体含有显著高水平的成熟TGF－β。
此外，由于低氧肿瘤微环境已被证实调节TGF－β信号传导和外泌体内容物装载，研究人员还研究了低氧是否会影响非小细胞肺癌（NSCLC）衍生外泌体上NK配体和TGF－β的表达。尽管未观察到NK配体表达的显著变化，但有趣的是，与常氧肿瘤细胞相比，从缺氧细胞分离的TDEs有显著更高的TGF－β水平。
腺苷与糖代谢
腺苷（ADO）是公认的免疫细胞功能抑制剂。研究表明，在存在携带CD39／CD73的肿瘤外泌体的情况下，NK细胞能够从外源性ATP产生ADO。并且由于NK－92细胞携带A2AR，ADO激活NK－92细胞上A2AR的自分泌信号很可能部分导致NK－92细胞的功能丧失。
此外，营养素摄取和葡萄糖代谢对NK细胞的正常反应也很重要。CD71（转铁蛋白受体）、CD98（大型中性氨基酸转运体）和2－NBDG是NK细胞三个常用的代谢参数。然而，胰腺癌细胞衍生的外泌体可显著降低NK细胞中CD71和CD98的表达及其葡萄糖摄取能力。
Fas－L、survivin、B7－H3和PD－L1
越来越多的证据表明，TDEs含有大量的膜相关蛋白，这些蛋白在肿瘤免疫逃逸中起着至关重要的作用。一些研究表明，携带Fas－L的TDE可诱导CD8＋T细胞凋亡。在一项关于淋巴瘤的研究中，发现淋巴瘤衍生的外泌体富含Fas－L和Survivin，研究结果显示，使用淋巴瘤衍生的外泌体可下调NK细胞上NKG2D的表达，并降低穿孔素、颗粒酶B、TNF－α和IFN－γ的蛋白水平，这可能是Fas－L／Survivin依赖性的。
B7－H3是B7家族蛋白的一个成员，是另一个检查点分子，已被证明可在多种肿瘤中具有免疫抑制作用。人们发现，胶质母细胞瘤细胞通过外泌体方式分泌B7－H3，从而抑制NK介导的肿瘤溶解。此外，大多数TDE的最新研究指出，外泌体在通过PD－L1／PD1轴的肿瘤免疫逃逸中也起着重要作用。
RNA
除蛋白质外，TDE还含有可被其他细胞（包括NK细胞）吸收并改变其功能的mRNA、microRNA和lncRNAs。研究发现肝癌来源的外泌体含有高水平的miR－92b，含有miR－92b的外泌体可显著诱导NK－92细胞中的miR－92b表达，表明肿瘤可以通过外泌体主动将抑制性生物分子（包括miRNA）转移至浸润性NK细胞。通过TDEs转移miR－92b可显著抑制NK－92细胞上CD69的表达，并降低其对亲代Hep3B肿瘤细胞的细胞毒性。此外，发现miR－92b的过度表达与肝癌细胞系的迁移增强有关。
小结
从迄今为止TDEs对NK细胞影响的研究中可以清楚地看出，肿瘤外泌体是肿瘤免疫抑制的重要参与者。TDEs通过多种机制和内容物分子参与肿瘤NK细胞的功能障碍。因此，深入了解TDE介导的NK细胞功能障碍的病理作用和机制，我们将能够进一步提高NK细胞以及其他免疫疗法在治疗癌症方面的治疗潜力。
参考文献：
1．Cancer exosomes and natural killer cellsdysfunction： biological roles， clinical significance and implications forimmunotherapy． Mol Cancer． 2022； 21： 15．
原文标题 : 肿瘤源性外泌体与NK细胞的功能障碍
关键词： NK细胞
