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引言

血小板是成熟巨核細胞的無核衍生物，在止血和組織修復中具有公認的作用。越來越多的證據(jù)表明，血小板通過與惡性細胞的直接相互作用、生物活性分子的分泌以及血小板源性細胞外囊泡的釋放，參與腫瘤生物學的多個方面。在某些情況下，血小板也可以通過調節(jié)免疫反應、遞送抗增殖微小RNA或釋放抑制因子來抑制腫瘤進展。這種動態(tài)且依賴于環(huán)境的相互作用限制了單純抑制或激活血小板活性的策略的有效性，并推動了以治療為目的對血小板進行重編程的工程化方法的發(fā)展。

與大多數(shù)細胞產品不同，基于血小板的方法可以在自體或同種異體環(huán)境中實施，為開發(fā)新療法提供了更靈活的方法。過去幾年中，基因和化學工程的進步使得血小板能夠在保留對癌癥治療至關重要的天然特性的同時，進行多功能修飾。工程化的血小板可以作為增強局部藥物積累和釋放的靶向遞送載體，或作為直接調節(jié)腫瘤進展的活性效應細胞。這些工程化產品的臨床實施將需要控制血小板的穩(wěn)定性和活化、可擴展的制造工藝以及嚴格的安全性評估。

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一、血小板的生物學功能

血小板是第二豐富的血細胞群，在脾臟和肝臟清除前在血流中循環(huán)7-10天。為了維持穩(wěn)態(tài)，人體每天產生超過1000億個血小板，在炎癥或組織損傷期間顯著增加。在結構上，血小板具有復雜的細胞骨架，包括微管系統(tǒng)和表面管狀網絡，這促進了它們與細胞外信號的動態(tài)相互作用。血小板包含三種主要類型的顆粒——α-顆粒、致密顆粒和溶酶體——富含血小板反應蛋白1、P-選擇素、凝血因子和纖維蛋白原等生物活性分子。激活后，血小板釋放這些內容物以介導止血、炎癥和組織修復。血小板通過其表面受體和粘附分子主動監(jiān)測周圍的生理刺激，從而能夠對血管損傷、感染或其他病理信號作出快速反應。此外，血小板源性細胞外囊泡介導細胞間通訊，進一步拓寬了血小板超越直接接觸依賴機制的功能范圍。

血小板對于維持血管完整性和介導血栓形成至關重要。血管損傷后，由于其天然趨向性和“血小板邊緣化”效應，血小板迅速被募集到暴露的內皮，該效應使其靠近血管壁�；罨�的血小板粘附到損傷部位并通過釋放血栓素A2和生成凝血酶而聚集，凝血酶催化纖維蛋白原轉化為穩(wěn)定的纖維蛋白網狀結構。

除了止血，血小板通過釋放促進傷口愈合的生長因子和細胞因子來促進組織再生。它們還通過表達和分泌各種因子（如CD40配體和血小板因子4）來募集和激活中性粒細胞、單核細胞和其他免疫細胞，從而作為免疫調節(jié)器發(fā)揮作用。這些多方面的活動使血小板成為健康和疾病狀態(tài)下止血、炎癥和組織修復之間的關鍵樞紐。

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二、血小板與癌癥的關聯(lián)

血小板參與癌癥進展早已被認識。在一項對82名具有臨床意義血小板增多癥（>400，000血小板/微升）個體的開創(chuàng)性分析中，近40%患有隱匿性惡性腫瘤，主要是胃癌、結直腸癌、肺癌、乳腺癌或卵巢癌。值得注意的是，對肺癌患者血液樣本的分析顯示，約38%存在血小板增多癥，而在非腫瘤性慢性肺病個體的樣本中則遠不常見。后續(xù)研究一致表明，在這些癌癥類型中，血小板計數(shù)升高與不良預后相關。此外，約20%的癌癥患者經歷血栓栓塞事件，最顯著的是那些患有腦癌、胰腺癌或胃癌，或血液系統(tǒng)惡性腫瘤的患者，這強調了血小板介導的血栓形成在癌癥中的臨床相關性。

血小板參與癌癥進展

過去幾年，臨床前研究提供了機制性的見解，表明血小板通過直接結合、分泌可溶性促瘤因子和生成血小板源性細胞外囊泡與癌細胞動態(tài)相互作用，從而促進腫瘤生長、轉移、血管生成和免疫逃逸。例如，當通過P-選擇素與癌細胞相互作用時，血小板被激活并釋放轉化生長因子-β，在與血小板直接共孵育后促進卵巢癌細胞增殖。在血小板選擇性TGFβ缺陷的小鼠模型中，腫瘤生長相對于對照小鼠有所減少。另一項研究表明，血小板來源的TGFβ激活癌細胞中的TGFβ-Smad和NF-κB信號通路，促進結腸癌小鼠模型中的上皮-間質轉化和轉移。

雖然破壞血小板功能并不總是損害腫瘤血管生成，但活化的血小板通常具有促血管生成特性。事實上，血管內皮生長因子血小板負荷（定義為每血小板血液VEGF量）在轉移性乳腺癌患者中高于局部區(qū)域性疾病患者，并且對患者來源的軟組織肉瘤樣本的分析證明了血管系統(tǒng)中存在活化血小板。當癌細胞從原發(fā)部位內滲后，血小板迅速聚集在循環(huán)腫瘤細胞周圍，保護它們免受剪切力和免疫攻擊，并促進遠處轉移部位的血管粘附和外滲。

此外，活化的血小板脫落的血小板源性細胞外囊泡可以將整合素（包括糖蛋白IIb）轉移到乳腺癌和肺癌癌細胞表面以刺激遷移和轉移，并可以直接轉移RNA分子以增強惡性表型。臨床觀察支持這些發(fā)現(xiàn)：轉移性前列腺癌患者血清中血小板源性微粒水平升高與較差的總生存期相關。同樣，晚期胃癌患者的血漿中PMPs、IL-6和VEGF水平高于早期疾病患者。

血小板在癌癥抑制中的潛在作用

與對血小板促瘤作用的大量研究形成對比，關于血小板在特定環(huán)境下也能發(fā)揮抑瘤作用的證據(jù)剛剛出現(xiàn)。臨床前研究表明，血小板可以通過多種機制促進腫瘤抑制。主要由活化血小板釋放的血清素已被證明能抑制培養(yǎng)的黑色素瘤細胞增殖，并在結直腸癌小鼠模型中抑制腫瘤進展。

此外，據(jù)報道，在受控的實驗環(huán)境中，血小板源性細胞外囊泡能發(fā)揮直接的抑瘤作用。例如，血小板微�？梢越�潤實體瘤并將miRNA（如miR-24）轉移至癌細胞，在肺癌或結腸癌小鼠模型中誘導凋亡從而抑制腫瘤生長。血小板源性細胞外囊泡遞送的其他miRNA，包括miR-126-3p、miR-96和miR-26a，在體外具有抗增殖和抗血管生成作用，盡管體內驗證仍然有限。此外，在與非酒精性脂肪性肝病相關的肝細胞癌小鼠模型中，血小板激活了CD8 T細胞并抑制了原發(fā)性腫瘤生長，表明在某些條件下，血小板可能通過免疫調節(jié)機制發(fā)揮抑瘤作用。

因此，更深入地了解血小板在腫瘤進展中依賴于環(huán)境的作用對于優(yōu)化治療策略至關重要。血小板蛋白質、mRNA和微小RNA的分子分析可能有助于區(qū)分促瘤和抑瘤表型，從而指導基于血小板的療法的適當時機和應用。

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三、工程化血小板的腫瘤遞送

過去幾年，血小板正成為靶向藥物遞送的有前景的載體，特別是對于藥代動力學差或組織分布有限的藥物。臨床前研究表明，血小板具有天然的腫瘤趨向性、免疫逃逸能力和對生理刺激的反應能力，這可能使其能夠在腫瘤微環(huán)境中優(yōu)先積累并控制載荷釋放，從而最大限度地減少全身毒性。這種刺激響應的行為機制上植根于血小板活化過程，該過程可由腫瘤來源的信號、狹窄血管中的高剪切力或凝血級聯(lián)反應觸發(fā)�；罨�后，血小板發(fā)生形狀變形、顆粒釋放、收縮甚至破裂，為控制治療載荷的釋放提供了基礎。

釋放動力學主要取決于治療載荷與血小板載體之間的結合模式。對于通過共價連接物結合到其表面的藥物，活化可能觸發(fā)血小板源性細胞外囊泡的生成，使得治療載荷重新分配到更小的囊泡載體中，改善局部擴散性。結合可響應腫瘤特異性條件（包括酸性pH或過表達的酶，如組織蛋白酶B和基質金屬蛋白酶）的可裂解連接物可能進一步增強控制釋放�；蛘撸�非共價吸附或插入到血小板表面的載荷可以在膜變形或細胞相互作用時解離，隨后通過各自的攝取途徑進入靶細胞。封裝在血小板內部（特別是在α或致密顆粒內）的藥物在活化時通過胞吐或脫顆粒作用釋放，這可以由腫瘤來源的信號、凝血酶或機械刺激迅速觸發(fā)，導致癌癥病灶中的局部爆發(fā)釋放。因此，基于血小板的遞送平臺通常分為兩類：通過共價或非共價相互作用將藥物附著在其表面的藥物偶聯(lián)血小板，以及將治療劑封裝在其內部的藥物負載血小板。每種方法為提高遞送精度和治療效果提供了獨特的優(yōu)勢。

藥物偶聯(lián)血小板

通過生物偶聯(lián)技術將小分子、抗體、納米顆�；蚱渌�療法連接到其表面，血小板已被工程化為多功能藥物遞送系統(tǒng)。血小板膜蛋白提供豐富的氨基，可以與N-羥基琥珀酰亞胺或磺基-NHS酯反應，從而在不破壞血小板-癌細胞相互作用的情況下實現(xiàn)靈活的化學功能化。

除了伯胺，血小板表面糖蛋白富含唾液酸殘基，其二醇部分可以與硼酸修飾的生物活性分子形成可逆的共價相互作用。這種化學為將納米凝膠引入血小板表面提供了額外途徑，同時保留了腫瘤靶向行為，這在黑色素瘤小鼠模型中得到了證明。

除了這兩種相互作用模式，馬來酰亞胺-硫醇偶聯(lián)策略是基于血小板的藥物遞送中最廣泛使用的策略之一，特別是在抗癌治療中。免疫檢查點抑制劑-血小板偶聯(lián)物就是這樣一種方法，它依賴于血小板滲入腫瘤并在活化時釋放抗體負載的血小板源性細胞外囊泡。這種機制在最大化抗癌免疫力的同時，最小化了全身暴露。在這些小鼠模型中，共同給予血管破壞劑vadimezan和抗PD-L1偶聯(lián)血小板增加了免疫檢查點抑制劑在肺轉移灶中的積累。從轉化角度來看，直接將抗體偶聯(lián)到血小板上提供了一種相對簡單且穩(wěn)健的表面穩(wěn)定展示策略。相比之下，基于納米凝膠的方法能夠實現(xiàn)更高的抗體負載和持續(xù)釋放，可能促進疾病部位的局部和長期免疫調節(jié)。

代謝糖基工程使得能夠將疊氮基團引入血小板膜，隨后可以與二苯并環(huán)辛炔進行高效的無催化劑點擊化學以實現(xiàn)表面功能化。此外，該策略使得血小板能夠與其他細胞類型偶聯(lián)。例如，在通過磺基-SMCC偶聯(lián)用抗PD-1抗體修飾之前，血小板表面氨基與二苯并環(huán)辛炔-PEG4-NHS酯反應，以便通過點擊化學與表面帶有疊氮基的造血干細胞偶聯(lián)。在急性髓系白血病小鼠模型中，這些細胞偶聯(lián)物利用造血干細胞的歸巢能力運輸?shù)焦撬�，并將抗PD-1抗體偶聯(lián)的血小板遞送至殘留的白血病病灶，血小板在此處被活化并釋放負載抗PD-1抗體的血小板源性胞外囊泡，以促進T細胞介導的腫瘤清除。

藥物負載血小板

藥物負載血小板已被廣泛探索用于臨床前遞送小分子、大分子和納米顆粒，其負載策略主要取決于載荷的理化性質。由于其膜滲透性，小分子藥物可以通過被動擴散摻入血小板中。其中，阿霉素被研究得最為廣泛。簡單的孵育即可實現(xiàn)有效的阿霉素負載。

對于大分子和納米顆粒載荷，電穿孔提供了細胞質負載的有效途徑。電穿孔摻入金納米棒（一種光熱劑）的血小板被注射到頭頸鱗狀細胞癌小鼠模型中，其中局部加熱進一步促進了它們向腫瘤部位的募集。除了簡單孵育后的攝取外，受體介導的內吞作用為納米顆粒封裝提供了有效的機制。例如，與抗血小板糖蛋白IX抗體結合的親和素促進了生物素化納米顆粒的內吞，用于光熱治療以及小分子免疫刺激劑咪喹莫特的共同遞送。最后，為了容納多種療法或大幅提高負載效率，已經開發(fā)了一步膜融合策略。將負載IL-15和阿霉素的脂質體與血小板融合，實現(xiàn)了超過70%的負載效率。在黑色素瘤小鼠模型中，這些工程化的血小板到達轉移性腫瘤和術后出血部位，釋放阿霉素和負載IL-15的血小板微粒，從而產生協(xié)同治療效果，抑制腫瘤再生和轉移。

總的來說，藥物負載血小板可以通過多種策略生成，具體取決于治療載荷的性質，包括被動擴散、電穿孔、內吞介導的內化和融合脂質體介導的載荷轉移。得益于血小板作為遞送載體的有利生物學特性，這些方法在臨床前模型中實現(xiàn)了靶向藥物遞送、減少了全身毒性并增強了抗腫瘤活性。

血小板衍生物

血小板源性細胞外囊泡來源于血小板或巨核細胞，占循環(huán)細胞外囊泡群體的一半以上。PEV廣義上分為血小板源性外泌體（富含CD63）和血小板微粒（表達膜聯(lián)蛋白-A5、因子X和凝血酶原，具有更高的促凝血活性）。盡管表達不同的標志物，但兩種類型的PEV都介導細胞間通訊，突顯了其功能多樣性。

仿生血小板平臺利用血小板膜的腫瘤歸巢特性，增強基于納米顆粒的藥物遞送系統(tǒng)的治療效果。血小板膜通常源自富含血小板的血漿，可以通過擠出、超聲或微流控技術包裹在合成納米顆粒上，從而賦予血小板樣特征，例如循環(huán)半衰期延長、免疫逃逸和血管靶向。

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四、工程化血小板的癌癥治療

除了作為藥物遞送平臺的作用外，血小板還具有內在的治療潛力。血小板輸注是臨床處理創(chuàng)傷性出血等止血復蘇情況的基石。過去幾年的工程學進步提高了血小板在這些情況下的療效和安全性。除了止血，血小板還可以與癌細胞和腫瘤微環(huán)境進行動態(tài)相互作用，這使其成為工程化細胞治療的有希望的候選者。

基因工程

血小板-癌細胞相互作用的分子機制研究表明，血小板特異性敲除關鍵激酶（如粘著斑激酶）或表面蛋白（包括TGFβ激活因子LRRC32、整合素和P-選擇素），可以抑制腫瘤生長、抑制轉移并增強T細胞介導的抗腫瘤免疫。在其他研究中，血小板已被工程化以表達參與腫瘤抑制途徑的蛋白質（如TRAIL和PD-1），證明基因修飾可以賦予新的抗腫瘤特性。總的來說，這些發(fā)現(xiàn)為通過破壞其促瘤途徑或引入抗腫瘤功能來將血小板重編程為治療劑提供了機制依據(jù)。

化學工程

化學工程提供了一種可擴展且適應性強的策略，可賦予血小板治療功能，與基于核酸的方法相比，其制造限制更少。代表性的例子包括去唾液酸化血小板，它通過去除血小板表面的末端唾液酸殘基，可在體內被肝臟快速清除，最初在血小板老化研究中被識別。一項研究表明，體外使用神經氨酸酶去除血小板表面的末端唾液酸殘基，隨后在小鼠中靜脈給藥，誘導了全身免疫抑制狀態(tài)，其特征是抗炎細胞因子增加和循環(huán)CD4調節(jié)性T細胞增多，從而支持了生化工程方法在預敏化應用中的可行性。

另一種化學策略涉及生成去污劑提取的血小板，稱為血小板誘餌。在此過程中，大多數(shù)膜組分、細胞內內容物和顆粒被去除，同時通過保持完整的細胞骨架來保留血小板形狀和大多數(shù)表面蛋白的生理正常位置。這些血小板誘餌保留了結合能力，但不能發(fā)生功能活化或聚集，從而干擾了天然血小板介導的癌細胞聚集，并減少了癌細胞與血管系統(tǒng)的相互作用。在乳腺癌轉移小鼠模型中，血小板誘餌抑制了轉移定植。

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五、未來挑戰(zhàn)

基因和化學方法使得能夠在腫瘤學應用中對血小板進行直接體外工程化�；�因工程需要局限于基于RNA的方法，因為血小板缺乏細胞核，同時還需要最大限度地降低其他細胞類型中基因組整合的風險；過去幾年RNA技術的進步使得具有轉化潛力和良好安全性的方法成為可能。相比之下，涉及化學修飾的方法是一種快速且可重復的替代方案，但仍處于臨床前開發(fā)的早期階段。除了評估用于此類方法的化學試劑的生物相容性外，應特別注意它們與血小板組分的反應性，包括體外血小板工程中的脫靶反應，以及體內額外的靶向、脫血小板反應，以及對血小板活力或免疫原性的潛在影響。

在臨床轉化之前，還需要解決工程化血小板中可能保留的促瘤活性。盡管大多數(shù)工程化策略通常旨在重新編程血小板中的特定行為或信號通路，但完全的表型轉化仍然是一項技術挑戰(zhàn)。在大多數(shù)設計中，某些天然功能，如與癌細胞相互作用的能力或活化誘導的血小板內容物釋放，被有意保留。額外的基因修飾可用于下調促瘤效應的關鍵介質，如TGFβ和VEGF。此外，介導血小板-癌細胞相互作用的表面受體（如P-選擇素和糖蛋白IIb和IIIa）構成了減弱血小板介導的促瘤活性的潛在靶點。

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結語

認識到血小板作為依賴于環(huán)境的腫瘤生物學調節(jié)劑，已將對其作用的理解從止血介質轉變?yōu)槟[瘤進展和抑制的積極參與者�；�因、化學、生物材料和納米材料工程的進步使得血小板及其衍生物能夠作為靶向遞送平臺或治療效應劑，將其固有的腫瘤相關特性與工程化能力相結合。要實現(xiàn)臨床轉化，必須解決幾個關鍵挑戰(zhàn)�？蓴U展的制造必須與嚴格的質量控制相結合，以確保產品一致性。這些產品的測試不僅應解決其結構和生物醫(yī)學屬性，還應解決相關模型中的功能性能。這些產品的混合性質需要調整的監(jiān)管框架以及考慮患者特異性血小板生物學變異性的策略。最后，跨學科合作對于推進臨床轉化至關重要。通過將機制理解與工程創(chuàng)新相結合，基于血小板的療法既可以擴展癌癥治療選擇，也可以作為多功能、依賴于環(huán)境的細胞藥物的模型。

參考資料：

Engineering platelets as cancer therapeutics. Nat Rev Clin Oncol. 2026 Feb 6. 

       原文標題 : 工程化血小板的癌癥治療前沿