综述：细胞外囊泡作为放射生物学7R法则的共同介质：从细胞层面到临床实践

这篇综述深入探讨了细胞外囊泡（EVs）在放射治疗（RT）中的核心作用，系统阐述了EVs通过携带miRNA、RNA和蛋白质等分子 cargo，参与修复（Repair）、再氧合（Reoxygenation）等放射生物学7R法则的全过程，并揭示了其在液体活检和免疫联合放疗（iRT）耐药中的潜在应用价值。

　　

细胞外囊泡与电离辐射

细胞外囊泡（EVs）是由肿瘤细胞释放的脂质双层颗粒，携带DNA、RNA和蛋白质等生物分子，尺寸从纳米到微米不等。国际细胞外囊泡学会（ISEV）将其分为大EVs（>200 nm）和小EVs（<200 nm），后者包括外泌体（exosomes）和胞外体（ectosomes）。电离辐射（IR）显著影响EVs的分泌量和分子组成，例如在胶质母细胞瘤、头颈癌和胃癌中，辐射以剂量依赖性方式增加EVs释放。辐射后EVs可通过激活ATM/Chk1通路传递DNA损伤修复信号，并通过miR-21等分子介导辐射旁效应（RIBE），在体内实验中甚至能诱导未受照射细胞的DNA损伤。

EVs与放射生物学7R法则

亚致死损伤修复

辐射诱导的EVs携带p53、BRCA1等修复蛋白，通过PI3K/AKT/FOXO3通路增强受体细胞的DNA修复能力。头颈鳞癌来源的EVs能促进双链断裂（DSB）修复，而鼻咽癌中METTL3/METTL14/WTAP蛋白复合物通过调控EVs分泌影响DSB修复效率。

再氧合

缺氧条件下肿瘤细胞释放的EVs富含miR-340-5p等分子，可增强辐射抗性。相反，辐射后EVs也能通过增加活性氧（ROS）水平促进癌细胞死亡，例如小鼠胚胎成纤维细胞来源的EVs通过传递miR-34c诱导旁观者细胞氧化应激。

细胞周期再分布

神经母细胞瘤辐射后释放的EVs通过诱导G₂/M期阻滞增强辐射抗性，而肺癌患者血清中升高的EV-miR-208a则通过增加S期细胞比例产生类似效应。

再增殖

辐射后的胰腺癌细胞通过EVs传递miR-194-5p抑制E2F3基因，同时下调HMGA2蛋白，促进肿瘤再生细胞（TRCs）存活。circRNA-NBN轴也被发现参与EV介导的再增殖过程。

放射敏感性

前列腺癌中EV-miR-106a等分子通过STAT1/NOTCH3通路调控放射敏感性。间充质干细胞（MSCs）来源的EVs能减轻辐射诱导的肠上皮损伤，其保护作用与miR-214-3p介导的ATM/p53信号抑制相关。

抗肿瘤免疫反应重启

辐射后EVs携带HSP70等损伤相关分子模式（DAMPs），促进CD8⁺ T细胞浸润。但EV-PD-L1的存在可能抵消免疫疗效，其通过与T细胞PD-1结合抑制IL-2和TNF-α产生。

肿瘤微环境强化

癌症相关成纤维细胞（CAFs）来源的EVs通过TGF-β/VEGF信号促进血管生成，而缺氧环境下的EVs还能通过lncRNA-UCA1诱导上皮间质转化（EMT）。

免疫联合放疗（iRT）背景下的EVs

虽然放疗能通过增加肿瘤抗原呈递增强免疫疗效，但EV-PD-L1的存在导致临床响应率不足。头颈癌患者（n=17）数据显示，放疗后EV-PD-L1升高与不良预后相关。目前正在探索血浆置换等技术清除EV-PD-L1以改善疗效。

液体活检中的EV生物标志物

EVs在液体活检中较ctDNA更具稳定性，已发现多个预测标志物：

• 头颈癌：EV-TGFβ3与治疗失败显著相关
• 前列腺癌：CIRT后57种miRNA表达改变
• 肝癌：特定EV蛋白组可预测索拉非尼响应

6项相关临床试验正在进行（如NCT05724004），但样本量小（n=5-40）仍是主要局限。

EVs临床应用的挑战

FDA尚未批准任何EV产品，主要障碍包括：

1. 分离方法缺乏标准化（超速离心vs尺寸排阻色谱）
2. 冻存稳定性差（需冻干保护剂）
3. 生产规模受限（培养基成分影响EV产量）
   新兴解决方案包括微流控芯片分离和AI辅助标志物筛选，但GMP标准规模化生产仍是未来攻关重点。

该综述系统勾勒出EVs在放射生物学中的多维作用，为开发新型辐射增敏剂和预测标志物提供了理论框架，其临床转化仍需解决标准化和技术瓶颈。