近日,ANEXT安齡生物首席科學家朱乃碩教授團隊在 Frontiers in immunology上發(fā)表了題為“Exosomes multifunctional roles in HIV-1: insight into the immune regulation, vaccine development and current progress in delivery system”的學術研究。文章回顧并強調了基于外泌體的人類免疫缺陷病毒-1(HIV-1)疫苗的策略和應用的最新進展,還討論了基于外泌體的抗原遞送系統(tǒng)在疫苗開發(fā)中的應用。進一步拓寬了外泌體的應用場景,提供了一種傳染性疾病預防、診斷和治療的新策略。
(外泌體與HIV-1“愛與恨”)
外泌體是病毒傳播的重要載體,在促進病毒感染和抗病毒免疫等方面發(fā)揮著重要作用。
1、外泌體在HIV‐1刺激的促炎反應中的作用
炎癥是與HIV感染相關的一個基本方面,研究表明來自感染細胞的外泌體可以引發(fā)炎癥反饋。來自HIV感染的蛋白質可以刺激促炎細胞因子信號傳導機制。促炎細胞因子在HIV的發(fā)病機制中起著重要的作用,在HIV感染的生命周期和T細胞的凋亡中起著關鍵的調節(jié)作用。
2、外泌體細胞因子和趨化因子在HIV-1感染中的作用
細胞因子通過微囊泡(EV)和外泌體的傳遞觸發(fā)了分子的信號作用。一些關鍵免疫成分在HIV陽性個體的EV中的比例增加,突出了外泌體作為解決HIV感染和其他病理狀況的遞送途徑的重要能力,這應該是未來需要深入研究的一個方向。
3、外泌體為HIV‐1生物標志物的作用
外泌體攜帶的生物學信息對HIV疾病的預測也具有重要意義,可有助于治療HIV-1感染及其衍生并發(fā)癥,從而產生新的治療劑和藥物。近年來,已經對外泌體作為HIV-1的生物標志物和天然的基因/藥物傳遞系統(tǒng)進行了研究。
(基于外泌體的疫苗策略)
腫瘤細胞相關外泌體已被用作快速抗腫瘤免疫反應的治療劑。從原生腫瘤和免疫細胞中分離的外泌體可以用作腫瘤疫苗。外泌體上的各種活性成分,如共刺激分子和組織相容性復合物(MHC),協(xié)助免疫細胞抗腫瘤反應。此外,基于外泌體的疫苗對各種類型的傳染病都有有益的效果。
傳染病疫苗的開發(fā)被認為是基因治療中最先進的領域之一。目前,主要研究利用mRNA作為治療劑來開發(fā)RNA疫苗。靶細胞接受mRNA疫苗,然后翻譯成抗原產生免疫反應。mRNA疫苗大多采用病毒樣顆粒(VLP)和脂質納米顆粒(LNP)作為遞送系統(tǒng)。然而,這些遞送系統(tǒng)的免疫原性和細胞毒性等問題限制了mRNA 疫苗和治療應用。作為內源性納米囊泡,外泌體具有體循環(huán)穩(wěn)定性、良好的生物相容性、對組織和細胞的特異性靶向等優(yōu)點,是理想的遞送載體。各種研究已經報道了RNA負載外泌體用于感染性疾病治療的可行性和前景。
(基于外泌體的HIV-1疫苗的開發(fā)和治療)
盡管抗逆轉錄病毒療法在改善HIV攜帶者的個體生活質量方面具有益處,但這種治療存在各種風險和嚴重的副作用,因此,發(fā)現替代治療藥物或有效疫苗至關重要。外泌體是病毒傳播的重要載體,在促進病毒感染和抗病毒免疫等方面發(fā)揮著重要作用。HIV-1抗原可以被裝載到外泌體中,這種修飾后的貨物可以通過不同的裝載方法被運送到目標細胞或組織中。
為了推進這些研究,未來的研究應側重于工程化改造外泌體,在其表面裝載抗HIV RNA和靶肽,以實現RNA療法對HIV感染細胞的高效遞送或作為一種安全的輔助治療。此外,還應探索具有抗HIV固有活性的新外泌體來源。
細胞來源的廣泛性和物質的多樣性賦予了外泌體異質性,為人工轉化提供了充足的生物學功能和空間。隨著分離純化技術的發(fā)展,研究人員的重點已經從基礎研究轉向臨床應用,特別是疫苗開發(fā)。我們有理由相信外泌體將在病毒診斷和治療方面建立獨特的研究體系,并成為下一代最具潛力的生物技術。