外泌體在機(jī)體抗結(jié)核分枝桿菌感染中的作用及其應(yīng)用

徐兆坤，李 武，王玉炯*

(1.寧夏大學(xué)西部特色生物資源保護(hù)與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021；2.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，銀川 750021)

結(jié)核病(tuberculosis)是由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis, Mtb)感染引起的人畜共患傳染病。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，2015年，全球新增Mtb感染人數(shù)1 040萬(wàn)，死亡人數(shù)140萬(wàn)，另有40萬(wàn)人死于Mtb和人類(lèi)免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)的雙重感染[1]。結(jié)核病的流行范圍之廣，危害之大，嚴(yán)重影響著人類(lèi)公共衛(wèi)生安全。然而，由于結(jié)核病的致病機(jī)制十分復(fù)雜，結(jié)核病的預(yù)防和治療工作仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。所以，深入探究結(jié)核病的致病機(jī)制與機(jī)體抵抗結(jié)核病的免疫機(jī)制，實(shí)現(xiàn)結(jié)核病防治領(lǐng)域的重大突破，對(duì)減少因感染Mtb對(duì)人類(lèi)健康帶來(lái)的危害，具有至關(guān)重要的作用。另外，建立適當(dāng)?shù)慕Y(jié)核病預(yù)防診斷和治療的新方法也具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

外泌體是一種由細(xì)胞衍生的囊泡類(lèi)結(jié)構(gòu)，最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期，開(kāi)始時(shí)它是指在網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟期間出芽產(chǎn)生的小囊泡，有清除多余膜結(jié)合蛋白的作用[2]。所以外泌體最初被認(rèn)為是細(xì)胞的“廢棄物”，并未受到太多關(guān)注。然而后來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)，這些小的胞外分泌泡并非只由網(wǎng)織紅細(xì)胞特異分泌，大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞都可以釋放這種膜泡[3]。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)外泌體在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中扮演了重要角色，在機(jī)體的免疫應(yīng)答中也發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究也發(fā)現(xiàn)，外泌體與Mtb的感染密切相關(guān)，本文將就外泌體在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展及診療中的作用進(jìn)行綜述。

1 外泌體

外泌體(exosomes)是一種由細(xì)胞衍生的囊泡類(lèi)結(jié)構(gòu)，其體積很小，直徑僅40～200 nm。外泌體可以由多種類(lèi)型的細(xì)胞分泌，并可以從幾乎所有體液中分離出來(lái)，包括尿液、血漿、母乳、支氣管肺泡灌洗液、唾液、精液、羊水、腹水、關(guān)節(jié)液、母乳和腦脊髓液等[4-5]。外泌體內(nèi)部包含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、miRNA等多種分子。目前已經(jīng)在不同物種的外泌體中鑒定出了4 563種蛋白質(zhì)，194種脂質(zhì)，1 639種mRNA和764種miRNA，其中膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和融合蛋白是最常見(jiàn)的。還有一些外來(lái)蛋白質(zhì)是外泌體共有的，其中包括四跨膜蛋白超家族(transmembrane 4 superfamily, TM4SF)、CD63、CD81、CD9和熱休克蛋白(Hsp70)，這些蛋白質(zhì)通?？梢杂米魍饷隗w的標(biāo)記物[6]。Mtb感染宿主細(xì)胞后，可以從外泌體中分離得到完整的分枝桿菌蛋白，包括Ag85B、HspX和許多其他分枝桿菌蛋白[3]?？ń槊?Bacille Calmette-Guérin, BCG)感染人單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(human monocyte-derived macrophages, MDMs)后，可以誘導(dǎo)其釋放外泌體，該外泌體中含有多種類(lèi)型的miRNA[7-8]。2015年，Lee等[9]用LC-MS/MS技術(shù)從Mtb感染細(xì)胞分泌的外泌體中檢測(cè)到了287個(gè)蛋白，并發(fā)現(xiàn)其中有些與Mtb毒性有關(guān)。外泌體在生物液體中高度穩(wěn)定，同時(shí)還包含各種與機(jī)體生理狀態(tài)相關(guān)的分子特征，因此可以通過(guò)提取外泌體分子內(nèi)含物來(lái)獲得大量關(guān)于細(xì)胞生理和病理狀態(tài)的信息[10-11]。

隨著研究的不斷深入，外泌體的各種生物學(xué)功能開(kāi)始為人所知。許多研究發(fā)現(xiàn)外泌體可以通過(guò)各種分子(包括從供體到受體細(xì)胞的miRNA)的往復(fù)傳遞而參與細(xì)胞間通訊[11]。由外泌體運(yùn)送到靶細(xì)胞的外來(lái)miRNA可以顯著地影響靶細(xì)胞和受體細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)，從而影響細(xì)胞功能和病理狀態(tài)的發(fā)展。隨著研究的深入，人們開(kāi)始意識(shí)到外泌體在免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞治療中發(fā)揮作用[12]。它們甚至可以作為疫苗載體在抗Mtb感染中發(fā)揮作用[13]。

2 外泌體在結(jié)核分枝桿菌感染中的作用

在外泌體日益引起廣泛關(guān)注的同時(shí)，越來(lái)越多的研究者開(kāi)始將目光聚焦在結(jié)核病與外泌體之間的關(guān)系上。外泌體來(lái)源廣泛，內(nèi)含物種類(lèi)多樣，是獲取結(jié)核病病理信息的極佳來(lái)源。因此外泌體在結(jié)核病的發(fā)生發(fā)展中的作用吸引著越來(lái)越多科學(xué)家的關(guān)注。從目前的研究進(jìn)展來(lái)看，外泌體在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展中的作用總體來(lái)說(shuō)有以下幾個(gè)方面。

2.1 提呈抗原信息

外泌體可以作為病原分子學(xué)模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)的載體，通過(guò)沉默或促進(jìn)免疫應(yīng)答進(jìn)而影響受體細(xì)胞的生理狀態(tài)。早在1994年，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了分枝桿菌在不同的細(xì)胞膜泡內(nèi)運(yùn)輸細(xì)菌內(nèi)含物的現(xiàn)象，結(jié)果顯示釋放的囊泡具有將結(jié)核菌成分轉(zhuǎn)移到相鄰的未感染的巨噬細(xì)胞的能力[14]。Wang等[15]比較了巨噬細(xì)胞分泌的外泌體和用鳥(niǎo)分枝桿菌感染巨噬細(xì)胞后分泌的外泌體的成分，結(jié)果顯示，兩者外泌體中蛋白成分存在顯著的差異，后者兩種β-肌動(dòng)蛋白亞型有所下調(diào)，而絲切蛋白(cofilin-1)上調(diào)。其研究結(jié)果還表明鳥(niǎo)分枝桿菌感染的巨噬細(xì)胞分泌的外泌體可能是鳥(niǎo)分枝桿菌抗原組分的載體，后者攜帶誘導(dǎo)促炎反應(yīng)的分子糖肽脂，是細(xì)胞外抗原的重要來(lái)源。

Ramachandra等[16]研究證實(shí)，Mtb感染巨噬細(xì)胞后，巨噬細(xì)胞分泌的外泌體和囊泡中含有MHC-Ⅱ類(lèi)分子，它們可以將抗原信息提呈給T細(xì)胞，并且它們可能比天然T細(xì)胞更有效地刺激記憶或活化的T細(xì)胞。這些機(jī)制可使結(jié)核分枝桿菌感染細(xì)胞分泌的囊泡運(yùn)輸至離感染細(xì)胞更遠(yuǎn)距離的細(xì)胞位點(diǎn)，并在這些位點(diǎn)刺激相關(guān)的T細(xì)胞發(fā)揮作用。已有研究發(fā)現(xiàn)，在Mtb感染的細(xì)胞所分泌的外泌體中宿主熱休克蛋白70(Hsp70)特異性增加[3, 17]，增加的Hsp70不僅可以促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生炎性反應(yīng)，還可以加強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)恥垢分枝桿菌以及對(duì)鳥(niǎo)分枝桿菌的殺傷作用。這表明外泌體中除了含有外來(lái)抗原成分外，還含有宿主成分，說(shuō)明外泌體在結(jié)核病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，可以作為媒介在細(xì)胞間傳遞抗原信息，促進(jìn)Mtb抗原的提呈[18]，對(duì)結(jié)核病的發(fā)生發(fā)展起著不可忽視的作用，但是與其他抗原呈遞機(jī)制相比，外泌體介導(dǎo)的抗原遞送以及激活免疫反應(yīng)的機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

2.2 激活免疫細(xì)胞

除了具有提呈抗原的作用外，在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，外泌體還具有激活免疫細(xì)胞的作用。帶有分枝桿菌成分的外泌體具有激活巨噬細(xì)胞的能力。Wang等[15]研究發(fā)現(xiàn)，鳥(niǎo)分枝桿菌和鳥(niǎo)分枝桿菌感染的巨噬細(xì)胞分泌的外泌體均可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞中CD80和CD86的表達(dá)以及TNF-α和IFN-γ的分泌，可以引起靜息巨噬細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答。隨后的研究進(jìn)一步證實(shí)，從鳥(niǎo)分枝桿菌感染的巨噬細(xì)胞提取外泌體刺激巨噬細(xì)胞后，能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)葡聚糖的吞噬能力和巨噬細(xì)胞中CD40、CD80、CD81、CD86、HLA-DR，尤其CD195的表達(dá)，同時(shí)也能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞中IL-6、IL-8、IL-10、IFN-γ和TNF-α的分泌[19]，說(shuō)明外泌體具有活化巨噬細(xì)胞的作用。不僅如此，更多的研究還證實(shí)，外泌體還可以激活CD4+和CD8+T細(xì)胞，對(duì)獲得性免疫應(yīng)答的形成具有重要作用[16]。Smith等[20]還發(fā)現(xiàn)被Mtb感染的小鼠巨噬細(xì)胞釋放的外泌體可以顯著影響T細(xì)胞應(yīng)答，這意味著外泌體不僅可以在Mtb感染期間向免疫細(xì)胞呈遞抗原信息，還可以介導(dǎo)免疫系統(tǒng)的激活。Giri等[21]以J774為細(xì)胞模型，用Mtb刺激巨噬細(xì)胞后分離巨噬細(xì)胞分泌的外泌體，用LC-MS/MS從中鑒定出了41種Mtb抗原，包括許多眾所周知的Mtb抗原，包括抗原85A、B和C(Rv3804c，Rv1886c，Rv0129c)，MPT64(Rv1980c)和ESAT-6(Rv3875)，并用其中部分分泌性抗原刺激J774細(xì)胞，分離外泌體，體外試驗(yàn)結(jié)果顯示，這些外泌體具有激活巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和初始CD4+和CD8+細(xì)胞的能力[21-22]。以上研究證實(shí)，外泌體對(duì)多種免疫細(xì)胞具有激活和活化作用，在宿主抵抗Mtb感染的過(guò)程中有著不可低估的影響。

2.3 調(diào)控機(jī)體免疫反應(yīng)

除了提呈抗原和激活免疫細(xì)胞外，外泌體在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中可能還發(fā)揮其他作用。被Mtb感染的巨噬細(xì)胞所釋放的外泌體對(duì)保護(hù)性細(xì)胞免疫應(yīng)答可能存在一定的抑制作用。有研究發(fā)現(xiàn)，Mtb感染巨噬細(xì)胞后，巨噬細(xì)胞分泌的外泌體可以阻礙天然巨噬細(xì)胞的INF-γ途徑的激活，抑制小鼠巨噬細(xì)胞表面MHC Ⅱ類(lèi)和CD64分子的表達(dá)，這種抑制作用主要依賴(lài)于Toll樣受體2(TLR2)和髓樣分化因子88(MyD88)參與完成，從而對(duì)機(jī)體抗Mtb感染免疫產(chǎn)生一定的負(fù)面影響[23]。

還有研究發(fā)現(xiàn)，用BCG感染人單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(MDMs)可導(dǎo)致多種miRNA的釋放，主要包括Let-7家族成員，miR-155、miR-146a、miR-145和miR-21。這些miRNA都被預(yù)測(cè)為與免疫相關(guān)的重要靶向基因[24]。與未感染細(xì)胞相比，被Mtb感染的巨噬細(xì)胞分泌的外泌體中miRNA的含量有顯著變化，后者內(nèi)含物中與psmb9、psmd3、psme2、cd74以及l(fā)gmn相關(guān)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物水平明顯更高。除此之外在被Mtb感染后的巨噬細(xì)胞所得到的外泌體中還檢測(cè)到多種Mtb的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，包括Rv0740、Rv0288、Rv1344、Rv0968、Rv1942c、Rv0664、Rv0190、Rv1757c和Rv1369c。這些轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞中并能正常翻譯成蛋白質(zhì)。并且這些RNA可能參與受體細(xì)胞中免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)并誘導(dǎo)受體細(xì)胞的細(xì)胞凋亡[25]。結(jié)核病的病變特征是形成典型的結(jié)核性肉芽腫，含有免疫原的外泌體可以被巨噬細(xì)胞和周?chē)拿庖呒?xì)胞攝取，通過(guò)這種方式抑制IFN-γ途徑的激活，這有利于將Mtb擴(kuò)散到未感染的細(xì)胞，這也就可以解釋長(zhǎng)期觀(guān)察到的宿主細(xì)胞廣泛參與肉芽腫的現(xiàn)象[26]。以上研究說(shuō)明，外泌體在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，對(duì)宿主細(xì)胞還起到重要的免疫調(diào)節(jié)作用。

綜上所述，在結(jié)核病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，外泌體可以作為媒介在細(xì)胞間傳遞細(xì)胞因子，促進(jìn)Mtb抗原的提呈，外泌體還對(duì)多種免疫細(xì)胞具有激活和活化作用，尤其是對(duì)巨噬細(xì)胞的活化發(fā)揮重要的作用。當(dāng)然，外泌體對(duì)免疫細(xì)胞的作用也不完全體現(xiàn)在對(duì)免疫細(xì)胞的激活上，還存在復(fù)雜的免疫調(diào)控作用，這說(shuō)明外泌體在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中作用的復(fù)雜性。

3 外泌體可作為結(jié)核病診斷中潛在的生物標(biāo)志物

生物標(biāo)志物(biomarker)是指可以檢測(cè)系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能的改變或可能發(fā)生改變的生化指標(biāo)，它有助于對(duì)疾病發(fā)病狀況進(jìn)行診斷評(píng)估。外泌體來(lái)源廣泛，內(nèi)含物種類(lèi)多樣，是獲取生物標(biāo)志物的極佳來(lái)源，可以用于疾病的檢測(cè)，監(jiān)視疾病的發(fā)展?fàn)顩r[27]。結(jié)核病生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展緩慢[28-30]。目前作為結(jié)核病常用的診斷方法主要有痰涂片顯微鏡方法檢查抗酸桿菌(acid fast bacilli, AFB)和結(jié)核菌素皮膚測(cè)試(tuberculin skin test, TST)等方法，雖然這些方法可行，但在檢測(cè)診斷的速度和精準(zhǔn)度上均有所欠缺。因此開(kāi)發(fā)新的生物標(biāo)志物用于結(jié)核病的快速、精準(zhǔn)診斷是十分必要的。由于外泌體諸多方面的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的報(bào)道開(kāi)始把外泌體及其內(nèi)含物當(dāng)作一些難以直接檢測(cè)的細(xì)胞或器官的疾病生物標(biāo)志物[31]。

3.1 外泌體miRNA可作為生物標(biāo)志物

2000年Beatty等[32]發(fā)現(xiàn)外泌體中含有病原體衍生的抗原，被感染細(xì)胞釋放的外泌體攜帶多種可以作為特定感染因子的病原衍生分子[33]，例證了外泌體在傳染病診斷中的潛在應(yīng)用價(jià)值?；诂F(xiàn)有證據(jù)，各種類(lèi)型的細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體在調(diào)節(jié)呼吸系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，在各種肺部疾病的發(fā)病機(jī)制中也扮演了重要角色[34]。因此，外泌體在結(jié)核病診斷研究中越來(lái)越受到關(guān)注，在早期診斷和預(yù)防中有著極為廣闊的應(yīng)用前景。首先，miRNA可以作為潛在的生物標(biāo)志物用于結(jié)核病的快速診斷。研究發(fā)現(xiàn)，外泌體中的miRNA譜與其供體細(xì)胞炎癥狀態(tài)有關(guān)[35-36]。Mortaz等[8]研究發(fā)現(xiàn)，BCG感染人單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞(MDMs)后，導(dǎo)致許多miRNA的釋放，所有這些miRNA都被預(yù)測(cè)為重要的免疫相關(guān)靶向基因。Lin等[37]通過(guò)高通量測(cè)序檢測(cè)了肺炎、肺結(jié)核和肺癌患者胸腔積液中miRNA表達(dá)模式，并從肺炎和肺結(jié)核患者胸腔積液中檢測(cè)到了3個(gè)差異表達(dá)的miRNA，從肺炎和肺癌患者胸腔積液中檢測(cè)到27個(gè)差異表達(dá)的miRNA，其中miR-378i僅在肺結(jié)核患者胸腔積液中有顯著變化。當(dāng)然，目前多數(shù)研究只是在現(xiàn)有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上推測(cè)外泌體中的miRNA有作為生物標(biāo)志物用于診斷結(jié)核病的潛能，但目前并無(wú)相關(guān)miRNA作為生物標(biāo)志物用于結(jié)核病的快速診斷中[25, 37-39]，因此，這方面的研究仍需深入開(kāi)展。

3.2 外泌體蛋白可作為生物標(biāo)志物

除了miRNA，在結(jié)核病快速診斷分子標(biāo)志物的篩選中，Mtb抗原蛋白或者多肽片段也是重要的候選生物標(biāo)志物。Mtb是典型的胞內(nèi)寄生菌，從外泌體中尋找其分子標(biāo)記具有重要意義。已有大量的研究證實(shí)，Mtb或牛分枝桿菌感染宿主細(xì)胞后釋放的外泌體含有病原體衍生抗原[22, 40]，而且其中不乏免疫原性很強(qiáng)的諸如ESAT6(Rv3875)、Ag85復(fù)合物(Rv3804c、Rv1886c和Rv0129c)、MPT64(1980c)和MPT63(1926c)等抗原[17, 22]。也有研究從結(jié)核病患者血清中分離出的外泌體中鑒定出了多種結(jié)核菌蛋白，包括Ag85B、BfrB、GlcB和Mpt64等[40]。Mehaffy等[41]也從結(jié)核病患者血清中分離的外泌體中檢測(cè)到了41個(gè)Mtb多肽分子，并證實(shí)其中的Cfp2、Mpt32、Mpt64 和BfrB在活動(dòng)性結(jié)核病患者血清中的含量很高。Kruh-Garcia等[40]用MRM-MS技術(shù)從活動(dòng)性結(jié)核病人和潛伏期結(jié)核病人血清外泌體中也檢測(cè)到了大量的源于A(yíng)g85B、Ag85C、Apa、BfrB、GlcB、HspX、KatG和Mpt64的多肽片段。此外，還可以根據(jù)血清中的外來(lái)標(biāo)志物(如MPT64)區(qū)分肺內(nèi)和肺外結(jié)核，并識(shí)別活動(dòng)性和潛伏性疾病。這種檢測(cè)潛在感染性疾病的能力是十分重要的，這在一定程度上可以降低傳染病的傳播風(fēng)險(xiǎn)。這些研究表明外泌體中的蛋白成分也可以作為生物標(biāo)志物用于診斷結(jié)核病。

目前，外泌體在結(jié)核病診斷中的應(yīng)用研究方面已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。Diaz等[42]發(fā)現(xiàn)Mtb感染可導(dǎo)致外泌體蛋白質(zhì)組成的顯著變化，他們使用新的生物素標(biāo)記策略對(duì)這些蛋白質(zhì)在外泌體膜中進(jìn)行定位，結(jié)果表明，Mtb可能影響宿主細(xì)胞的變化，這可能被用作結(jié)核病生物標(biāo)志物用于檢測(cè)結(jié)核病。另外，研究發(fā)現(xiàn)，體液中外泌體的數(shù)量和含量可能隨疾病而顯著變化，循環(huán)外泌體的數(shù)量增加可能與肺部的疾病進(jìn)展相關(guān)[43]。Schorey和Dobos[44]建立了一種快速檢測(cè)Mtb蛋白質(zhì)以鑒定活動(dòng)性結(jié)核病患者的方法，這項(xiàng)研究為外泌體在診斷結(jié)核病的應(yīng)用作出了進(jìn)一步的貢獻(xiàn)。

基于以上的研究我們不難發(fā)現(xiàn)，外泌體在結(jié)核病診斷中是一種具有很高潛在應(yīng)用價(jià)值的分子標(biāo)志物。雖然目前外泌體與結(jié)核病之間的具體關(guān)系并未研究透徹，但是不難想象，在不久的將來(lái)，將會(huì)不斷有新的分子標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)。需要指出的是，目前也沒(méi)有直接的證據(jù)來(lái)證明這些蛋白或多肽可以作為生物標(biāo)志物用于結(jié)核病的快速診斷中。

4 外泌體在結(jié)核病疫苗開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

目前，BCG仍然是預(yù)防結(jié)核病的唯一商業(yè)化疫苗。雖然在全球范圍內(nèi)正在開(kāi)發(fā)的結(jié)核病疫苗很多，也有一部分已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段，但這些疫苗還無(wú)法滿(mǎn)足臨床理想的要求。外泌體是許多生理過(guò)程的重要調(diào)節(jié)因子，包括組織體內(nèi)平衡、免疫刺激或免疫抑制等。從抗原提呈細(xì)胞釋放的外泌體包含MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ和CD86，并且可以刺激機(jī)體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答[45-46]。研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于樹(shù)突狀細(xì)胞的外泌體可以誘導(dǎo)非常強(qiáng)的免疫應(yīng)答[47]。含有HSP70的外泌體可以通過(guò)激活自然殺傷細(xì)胞(NKs)和巨噬細(xì)胞來(lái)達(dá)到促炎的效果[48]。Koyama等[49]用編碼Mtb抗原早期分泌抗原靶標(biāo)-6(6-kDa early secretory antigenic target, ESAT-6)的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染B16黑素瘤細(xì)胞并收集其分泌的外泌體，當(dāng)該外泌體被注射到小鼠體內(nèi)時(shí)，可以顯著誘發(fā)針對(duì)ESAT-6的細(xì)胞免疫應(yīng)答，說(shuō)明含有Mtb抗原(或其表位)的外泌體具有作為結(jié)核病疫苗的潛力，這為結(jié)核病疫苗的研究開(kāi)發(fā)提供了一條新思路。還有研究發(fā)現(xiàn)Mtb培養(yǎng)物濾液蛋白(culture filtrate protein, CFP)處理后的巨噬細(xì)胞釋放的外泌體能夠激活機(jī)體的先天性和獲得性免疫應(yīng)答，由于不需要用活毒菌株進(jìn)行處理，這種CFP處理巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體很容易制備[21, 50]，可能是很好的疫苗材料。值得一提的是，Cheng和Schorey[50]觀(guān)察到含有泛素化標(biāo)簽重組抗原的外泌體可有效地引發(fā)T細(xì)胞應(yīng)答。另外，Smith等[51]發(fā)現(xiàn)，泛素化作用在Mtb抗原從細(xì)胞進(jìn)入外泌體的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。這表明基于泛素化的外泌體蛋白遞送策略可以為防治肺結(jié)核病提供一種獨(dú)特的方法來(lái)產(chǎn)生具有潛力的新型疫苗。

目前，外泌體與抗Mtb疫苗領(lǐng)域的研究不斷有新的發(fā)現(xiàn)。雖然外泌體作為結(jié)核病疫苗仍存在一些問(wèn)題，比如外泌體引起特異性免疫的抗原還未全面了解；外泌體攜帶的各種抗原在機(jī)體免疫中的具體機(jī)制尚不明確等，但是整體來(lái)說(shuō)外泌體仍是結(jié)核病治療策略分析設(shè)計(jì)的理想資源。它們易于純化，并富含分枝桿菌的多種產(chǎn)物，比如蛋白質(zhì)、分枝桿菌脂質(zhì)和RNA等[52-54]。它們?cè)诟腥酒陂g的持續(xù)性和炎癥過(guò)程中變化，都可以為疫苗的開(kāi)發(fā)提供思路。我們有理由相信外泌體能夠成為一種新型抗結(jié)核病疫苗并得到廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)論及展望

外泌體的發(fā)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)機(jī)體生理、病理的方式產(chǎn)生了重要影響，有很多生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的生化和分子生物學(xué)的研究在外泌體分析的層面上都可以開(kāi)拓一個(gè)新的思路。Mtb感染宿主細(xì)胞后，宿主細(xì)胞分泌的外泌體中含有多種Mtb抗原成分，這些抗原可以有效地激發(fā)宿主產(chǎn)生先天性免疫和獲得性免疫應(yīng)答，從這個(gè)意義上說(shuō)，外泌體是抗結(jié)核疫苗有效的載體。在結(jié)核病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，外泌體可以作為載體向免疫細(xì)胞提呈抗原，也能有效地激活諸如巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞，當(dāng)然也能抑制部分免疫細(xì)胞的功能，起到復(fù)雜的免疫調(diào)控作用。目前結(jié)核病的免疫機(jī)制，尤其是結(jié)核病病原菌逃避宿主細(xì)胞免疫監(jiān)視和清除的機(jī)制研究尚未有重大的理論突破。因此深入研究外泌體對(duì)免疫細(xì)胞的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制，將有助于闡明宿主抗結(jié)核免疫的分子機(jī)制以及Mtb逃逸宿主殺傷的免疫逃逸機(jī)制，對(duì)結(jié)核病的快速診斷、新型抗結(jié)核病藥物和疫苗的開(kāi)發(fā)等具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。希望不久的將來(lái)，關(guān)于外泌體在結(jié)核病領(lǐng)域的研究能幫助人們?cè)诮Y(jié)核病研究中取得重大的突破。