综述：外膜囊泡：用于治疗递送和免疫调节的多功能纳米载体

《Acta Pharmaceutica Sinica B》：Outer membrane vesicles: Versatile nanocarriers for therapeutic delivery and immune modulation

本综述系统阐述了革兰阴性菌天然分泌的外膜囊泡（OMV）作为新兴纳米载体的独特优势：其兼具内在生物活性与载物能力，通过基因工程、表面功能化等策略可优化靶向性与安全性，在肿瘤治疗（如负载阿霉素、协同免疫检查点阻断）、自佐剂疫苗（如抗脑膜炎球菌OMV疫苗）及基因编辑递送（如CRISPR-Cas9系统）等领域展现巨大潜力，同时指出内毒素毒性、规模化生产等临床转化挑战。

外膜囊泡的生物发生与生物学特性

外膜囊泡（OMV）是革兰阴性菌外膜脱落的纳米级脂质双层囊泡（直径20-250 nm），其生物发生受tol-pal基因簇调控，并通过环境应激（如抗生素）诱导。OMV携带脂多糖（LPS）、外膜蛋白、核酸等母菌成分，保留病原体相关分子模式（PAMP），可激活Toll样受体（TLR）通路（如TLR4-NF-κB），启动天然免疫。致病菌与共生菌来源的OMV功能迥异：前者富集毒素（如OmpA）促炎，后者（如E. coliNissle 1917）维持肠道屏障完整性。

OMV的工程化策略

通过基因编辑（如CRISPR-Cas9敲除msbB基因降低LPS毒性）、表面功能化（如ClyA蛋白锚定肿瘤靶向肽LyP-1）及杂化膜技术（与肿瘤细胞膜融合增强抗原呈递），OMV可编程为智能递送系统。例如，Plug-and-Display平台利用SpyTag/SpyCatcher系统实现抗原模块化展示，而钙磷酸盐（CaP）包覆可实现pH响应性释药。

OMV在疾病治疗中的应用

抗肿瘤治疗：OMV负载化疗药（如阿霉素）或核酸（如siRNA）后，通过EPR效应或主动靶向富集于肿瘤组织，并激活树突状细胞（DC）促进CD8⁺T细胞杀伤。联合光热治疗（如Fe₃O₄-MnO₂纳米平台）可重塑肿瘤免疫微环境。

疫苗开发：OMV天然富集PAMP，作为自佐剂疫苗载体可激活多重TLR信号（如TLR2/4/9）。4CMenB疫苗（含dOMV成分）已成功上市，而GMMA技术平台（如1790GAHB）通过减毒LPS设计提升安全性。

基因编辑疗法：OMV封装CRISPR-Cas9组分，通过膜融合实现细胞内递送。工程化OMV（如L7Ae-mRNA系统）可模块化递送肿瘤抗原编码mRNA，激活特异性T细胞应答。

免疫调节机制与精准调控

OMV通过PAMP激活DC中的TLR/ NLR信号，上调CD80/CD86共刺激分子，并通过MHC-I交叉呈递抗原激活细胞毒性T淋巴细胞（CTL）。其可诱导训练免疫（如GM-CSF联合SIRPα-Fc阻断CD47信号），重塑骨髓来源巨噬细胞抗肿瘤功能。免疫检查点阻断策略中，OMV递送PD-1质粒或LYTAC系统降解PD-L1，逆转T细胞耗竭。

临床转化挑战

安全性：LPS引发细胞因子风暴风险需通过PEG化、msbB敲除或CaP包覆等手段控制。剂量需精确优化（小鼠LD₅₀约2.5×10¹¹颗粒）。

工业化瓶颈：野生菌OMV产量低（约0.85 mg/L），超速离心与尺寸排阻色谱（SEC）纯化工艺成本高，批次间异质性显著。

疫苗进展：4CMenB和GMMA疫苗已进入临床，但多数候选疫苗因抗原表达不稳定或保护力不足（如1790GAHB）停滞于临床Ⅱ期。

未来展望

OMV有望通过口服/鼻黏膜递送拓展疫苗途径，结合多组学质量控制推动标准化生产，并延伸至炎症性肠病等新适应症。其工程化平台将深化精准医疗应用。