细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）是一类大多数细胞皆可向胞外分泌的纳米级别颗粒，其外部为脂质双分子层结构，内部可携带蛋白质、核酸及miRNA等多种生物活性物质，在细胞间通讯中起重要作用^[1]。EVs不仅可由正常细胞所分泌，病原微生物及病理状态细胞同样可以向外释放EVs。在病原菌侵入宿主细胞后，宿主细胞释放的EVs可携带细菌毒力因子或病毒遗传物质，造成感染的扩散及加重^[2-3]。脓毒症是由于机体对感染的反应失调，进而造成危及生命的器官功能障碍，然而其发病机制尚未完全阐明^[4]。近年来研究表明EVs在脓毒症的发病过程中起重要作用^[5]，研究EVs为了解脓毒症的发生发展打开了全新的视角，本文就EVs在脓毒症中的研究进展综述如下。

1 EVs在病原微生物感染中的作用 1.1 EVs与病毒感染

病毒是一类依赖宿主细胞生存繁殖的寄生型病原微生物，在侵入宿主细胞后，病毒携带的遗传物质在其胞内转录、翻译最后释放至胞外，感染其他细胞。在这个过程中，EVs扮演了重要的角色。Gould等^[6]首次提出“外泌体特洛伊木马假说”，指出逆转录病毒可以利用外泌体途径，将病毒的蛋白及核酸包装进宿主细胞分泌的外泌体中，从而逃避免疫细胞的监视，感染其他细胞。该假说在之后的研究中得以证实，为EVs在病原微生物感染方面的研究提供了全新的思路^[7]。

Streck等^[8]研究发现，巨细胞病毒感染真皮成纤维细胞后，可以上调内吞体分选转运复合体相关蛋白的表达，增加EVs的释放，而这种EVs包含病毒晚期结构域糖蛋白gB及pp71，可以促进病毒的传播。此外，Scheller等^[9]研究发现，在H1N1感染合并ARDS患者支气管肺泡灌洗液的EVs中，其miR-17-5p及miR-103a-3p明显升高，进一步体外实验表明，EVs中的miR-17-5p可以抑制抗病毒因子Mx1的表达，从而促进H1N1的增殖。

虽然，EVs在病毒感染中起到了促进病毒传播的负面作用，但其他组织细胞来源的EVs也具备抗病毒作用。Conzelmann等^[10]提取了健康志愿者唾液中的EVs，发现其在体外可以抑制寨卡病毒的增殖。Cocozza等^[11]在体外培养内源性表达血管紧张素转换酶2的人肺泡上皮细胞及肠上皮细胞，通过色谱法收集细胞培养基中的EVs，结果显示这些EVs可以有效抑制携带SARS-CoV-2刺突蛋白慢病毒的感染性。

1.2 EVs与细菌感染

在入侵机体后，细菌也可以向外释放EVs。值得注意的是，由于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁的组成成分和结构不同，两者EVs产生的机制也有所差异。革兰阳性菌的细胞壁较厚，释放EVs的过程更加复杂，需要肽聚糖降解酶的参与^[3]。但两者都可以携带细菌相关的蛋白质、毒力因子及DNA等组分，造成感染局部或全身性播散^[12]。

Lee等^[13]首次提取金黄色葡萄球菌释放的EVs，并进行蛋白组学分析，鉴定出其中90种蛋白质，其中包括β内酰胺酶、青霉素结合蛋白等与细菌耐药相关的蛋白，还包括α溶血素、凝固酶前体及Staphopain A等毒力因子，表明EVs在细菌耐药及致病性方面起重要作用。Jiang等^[14]研究表明，A型产气荚膜梭菌来源的EVs中包含16s rRNA、α-毒素及产气荚膜溶解素的基因，与小鼠巨噬细胞RAW264.7共孵育后，导致IL-1及TNF-α等炎性因子升高。此外，Liao等^[15]提取变形链球菌培养上清液中的EVs，同样发现EVs中包含细菌来源的DNA，而这种DNA可以促进细菌生物膜的形成，增强细菌的粘附能力。

1.3 EVs与真菌感染

同其他病原微生物一样，真菌侵入机体后，也会释放EVs。Rodrigues等^[16]研究表明，新生隐球菌释放的EVs中包含其荚膜的主要成分葡萄糖醛酸木糖甘露聚糖，荚膜的形成可以阻碍巨噬细胞及中性粒细胞的吞噬作用，抑制白细胞的迁移，从而有助于新生隐球菌的存活。Karkowska-Kuleta等^[17]从光滑念珠菌、近平滑念珠菌及热带念珠菌的培养上清液中提取了EVs，发现其直径在60~280 nm，这些EVs中携带黏附素样蛋白、分泌型天冬氨酸蛋白酶及溶血磷脂酶前体等毒力因子相关蛋白，在真菌的黏附与侵袭中起重要作用。

1.4 EVs与固有免疫细胞

巨噬细胞是机体固有免疫系统的第一道防线，病原菌侵入机体后，病原体相关分子模式与巨噬细胞的模式识别受体相结合，巨噬细胞向M1型极化，通过吞噬作用吞噬并杀灭病原体^[18]。Oliveira等^[19]研究发现，鼠巨噬细胞可以吞噬新生隐球菌来源的EVs，两者共孵育后，细胞上清液中IL-10、TGF-β及TNF-α水平增高。同样地，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌释放的EVs中携带成孔毒素及脂蛋白，与巨噬细胞共孵育后可以激活Toll样受体2及NLRP3，从而调控下游的凋亡相关斑点样蛋白及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1，引起细胞焦亡，并且促进IL-1β及IL-18的释放^[20]。病原微生物侵入宿主细胞后，被感染的细胞释放的EVs与未感染细胞之间的相互作用如图 1所示^[7-8]。

此外，巨噬细胞也可以向外释放EVs。Schneider等^[21]发现大鼠肺泡灌洗液中巨噬细胞来源的EVs明显抑制H1N1流感病毒的繁殖。值得注意的是，当巨噬细胞无法杀灭病原菌时，其释放的EVs反而被病原菌所利用，引起感染传播这一负面作用。Giri等^[22]收集了结核分枝杆菌感染的巨噬细胞所释放的EVs，蛋白质组学结果显示其包含41种结核分枝杆菌来源的蛋白。Roth等^[23]研究同样表明，人免疫缺陷病毒感染巨噬细胞后，其释放的EVs中含有病毒相关的miRNA，会导致未感染的细胞受到感染。

作为先天性免疫系统的重要组成部分，中性粒细胞在脓毒症的发展中起关键性作用。Jiao等^[24]研究发现，脓毒症患者血浆中性粒细胞胞外诱捕网及EVs的浓度明显上升，将这些EVs与中性粒细胞共孵育后，在体外会促进中性粒细胞胞外诱捕网的形成。Prakash等^[25]研究显示，脓毒症患者腹腔及支气管肺泡灌洗液中的EVs主要来源于中性粒细胞，将其与人单核细胞系THP-1共孵育后，这些中性粒细胞来源的EVs会被THP-1吞噬，并且使其活性增强。

综上所述，EVs在病原微生物感染中具有两面性。一方面，病原微生物可以借助EVs逃避免疫系统的监视，促进自身的传播。另一方面，机体免疫系统在识别病原微生物后，也将释放具备抗病原微生物作用的EVs，提示两者之间的失衡可能参与了脓毒症的发生发展，而如果特异性阻断病原菌的EVs途径或许能成为防治脓毒症的新策略。

2 EVs对脓毒症器官功能的影响

器官功能障碍与脓毒症患者预后密切相关，而EVs可对重要器官的功能产生影响，而这种影响与EVs的来源及其内容物有关^[26]。Mitra等^[27]发现，提取脂多糖刺激THP-1细胞后上清液中的EVs，与肺血管内皮细胞共孵育后可以诱导肺血管内皮细胞凋亡。通过盲肠结扎穿刺构建脓毒症小鼠模型，在建模前予以外泌体抑制剂GW4869，发现抑制外泌体分泌可以明显降低血清中炎性因子的水平^[28]。在心肌梗死模型小鼠的左室前壁心肌内注射调节性T细胞释放的EVs，可以促进巨噬细胞M2型极化，从而抑制心肌细胞凋亡，减少心肌梗死面积^[29]。此外，人脐带间充质干细胞来源的EVs可以抑制氧化应激，减少中性粒细胞浸润，减轻肝缺血再灌注损伤^[30]。这些研究提示，EVs参与调控多种细胞以及器官的功能，进一步深入研究其作用机制，将为阐明脓毒症器官功能障碍的原因提供重要线索。

3 EVs在脓毒症诊疗中的应用 3.1 作为药物载体

EVs具备半衰期长及生物相容性好的特性，而脂质双分子层结构也可很好地保护其中的内容物，使其非常适合作为药物载体。目前已有研究通过电穿孔、反复冻溶、化学转染及共孵育等方法，成功地将抗肿瘤药物、基因类药物及抗炎药物载入不同细胞来源的EVs，应用于疾病的治疗。

在脓毒症的治疗中，EVs同样是一种富有希望的药物载体。Yang等^[31]将利奈唑胺载入巨噬细胞RAW264.7来源的EVs，体外能够有效杀伤胞内的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，而皮下注射载有利奈唑胺的EVs，同样可以减少脓毒症小鼠腹腔灌洗液中细菌的负荷量。此外，本团队也发现人红细胞来源的EVs具备较好的生物安全性和肝脏靶向性；通过小鼠尾静脉回输载有miRNA-155反义寡核苷酸的人红细胞来源的EVs，可以明显减轻大肠杆菌和脂多糖诱导的急性肝损伤，达到良好的药物靶向治疗效果^[32]。目前，将EVs作为药物载体应用于脓毒症诊疗的研究还较少，适宜的载药方法、给药途径、药物浓度及治疗有效性仍不明确，亟需进一步研究。

3.2 作为脓毒症诊断标记物

EVs可稳定存在于血浆、脑脊液、尿液及唾液等细胞外液中。在病理情况下，EVs内包装的来源于母细胞的相关蛋白、mRNA或miRNA等组分会有所改变，而这种差异使其可能成为一种新的诊断标记物。Zhou等^[33]发现，与健康志愿者相比，急性肾损伤患者尿液中的EVs其转录激活因子3水平明显升高，并且升高的时间要早于肌酐，提示EVs可能成为一种新的急性肾损伤诊断标记物。Wang等^[34]将214例脓毒症患者根据28 d生存情况分为存活组和死亡组，发现两组血清中多种miRNA表达存在明显差异。而EVs是血浆中miRNA的重要载体，检测EVs可有助于判断体内miRNA的表达差异。以上研究提示，EVs有望成为诊断脓毒症及预后预测的重要指标。

3.3 作为脓毒症疫苗候选

鉴于EVs可以携带病毒或细菌相关致病成分并可诱发免疫反应，利用该特性有望将其制成疫苗来预防病原微生物感染。给BALB/c雌鼠免疫接种肺炎链球菌释放的EVs后行肺炎链球菌滴鼻，发现接受免疫接种的小鼠7 d存活率明显升高^[35]。Wang等^[36]将表达去毒性细胞溶素的金黄色葡萄球菌来源的EVs接种于小鼠体内，之后予以静脉注射金黄色葡萄球菌，结果显示接种小鼠15 d生存率明显升高。同样地，接种肺炎克雷伯菌来源EVs的小鼠，感染肺炎克雷伯菌后，其3 d存活率亦明显高于对照组^[37]。这些研究提示，病原菌来源的EVs具备免疫原性，可激活机体适应性免疫应答，产生免疫记忆，有望成为机体防御病原菌感染的疫苗。虽然EVs作为疫苗防治脓毒症有巨大的潜力，但其安全性和有效性仍是迫切需要解决的难题。

4 结语

综上所述，EVs在脓毒症的发生发展中起重要作用，一方面，免疫细胞可以通过EVs传递信号分子，启动免疫反应，杀灭病原微生物。另一方面，病原微生物也可以利用EVs途径，躲避免疫系统的监视，造成感染的加重及播散。EVs是衔接免疫细胞与病原微生物相互作用的桥梁，进一步研究其中的作用对阐明脓毒症的发病机制有重要意义。最后，EVs可以作为药物载体、诊断标记物及疫苗候选，这些特性使其在未来脓毒症的诊治中具有重要的应用潜能，值得进一步深入研究。

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