作者：李陈广，白雨婷，许晨亮，肖礼祖，深圳市南山区人民医院；高翔宇，深圳大学医学部；
外泌体(exosome) 是一类源于内体的细胞外囊泡，机体几乎所有类型的细胞均能产生外泌体。外泌体携带多种生物分子，如核酸DNA 和RNA(miRNA、circRNA、mRNA、tRNA)、蛋白质和脂类等重要生物信息，在介导细胞通信、免疫调节、组织修复和疾病发病机制中发挥着重要作用。单纯疱疹病毒(herpes simplex virus, HSV) 和
随着人们对外泌体功能的深入认识，开始研究外泌体在HSV 和VZV 感染过程中的释放和作用机制。细胞在感染后释放外泌体，其中包含病毒和细胞成分，这些外泌体有可能通过血液循环被神经细胞摄取，从而引发神经炎症和疼痛反应。此外，外泌体还可能通过与靶细胞表面的受体结合，引发一系列的生物化学反应，从而影响病毒的复制过程。
除了
1.外泌体的概述
1） 外泌体的定义
在1981 年，Trams 等首次发现在细胞培养过程中释放出各种具有膜结构和胞外酶活性的小囊泡。1987 年，Johnstone 将这些小囊泡分离并正式命名为“外泌体”。外泌体是一种细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)，直径30～150 nm，具有典型的含磷脂双分子层结构，呈双凹圆盘状或杯口状。在神经元和神经胶质细胞、树突状细胞、巨噬细胞、上皮细胞、间充质干细胞和肿瘤细胞中都存在外泌体，甚至可在多种生物体液（如尿液、血液、脑脊液、唾液和乳液）中广泛检测到外泌体。
2） 外泌体的合成和分子组成
外泌体的形成是一个复杂有序的过程，在细胞内，细胞膜向内凹陷形成初期内体(early endosomes)，这标志着外泌体的合成起始；初期内体逐步成熟，在细胞内转变为晚期内体(late endosomes)。在整个过程中，内体内部的蛋白质和脂质成分会发生变化，为外泌体的形成提供必要的物质基础；晚期内体进一步向内凹陷，形成多个小囊泡，这些小囊泡聚集形成多囊小泡(multivesicular bodies, MVBs)。刺激剂诱导后，多囊体与细胞膜融合，融合后向细胞外释放小囊泡，这些小囊泡即外泌体。
外泌体可以通过CD9、CD63、CD81、Alix、ARF6、TSG101 和热
3） 外泌体在病毒感染中的功能
外泌体作为细胞间交流及信息传递的重要途径，构建了新型细胞信息传递系统。Valadi 及其团队首次揭示了外泌体能携带mRNA 和miRNA等遗传物质并运送到邻近细胞，从而发挥在细胞间进行信息传递的作用，参与各种生物学功能，例如调节血管生成、细胞增殖、肿瘤细胞的侵袭、基因调控以及炎症和免疫反应等。而Pegtel 等对人类疱疹病毒(epstein-barr, EB) 病毒感染的外泌体研究发现，外泌体不仅可以携带内源性即宿主的miRNA，也可以携带EB 病毒编码的miRNA，被宿主细胞释放并转运至非感染的受体细胞内，对特异性靶mRNA进行抑制或降解。
病毒可以通过诱导受感染的细胞释放外泌体，增加靶细胞的易感性来促进感染，或者使靶细胞作为诱饵吸收抗病毒抗体，从而降低抗病毒的免疫。相反，携带病毒蛋白的外泌体通过向树突状细胞等抗原提呈细胞(antigen-presenting cell, APC) 提供病毒抗原，有助于启动特异性免疫反应。
目前，病毒感染与外泌体之间存在双重作用：
①外泌体促进病毒感染：从HIV-1 感染的T 细胞培养上清和病人血清中分离的外泌体中发现了TAR RNA，外泌体靶向的细胞中，完整TAR RNA 经处理生成miRNA。使编码Bcl-2 相互作用蛋白的mRNA 沉默，下调凋亡传导信号，增加对细胞凋亡的抵抗性使得细胞能够长时间产生病毒，因此有利于HIV 的感染。EBV 感染的B 细胞释放含有EBV miRNA 的外泌体，miRNA 能够抑制EBV 靶基因CXCL11 的表达，从而抑制抗病毒的活性。另外，EBV miRNA 能从受感染的B 细胞转运到未受感染的T 细胞，最终可以促进EBV 在人体内的持续感染。
②外泌体抑制病毒的感染：外泌体携带的病毒外壳蛋白及核酸等病原相关分子模式，会被免疫细胞（如巨噬细胞）上的模式识别受体识别，进而激活固有免疫反应，抑制病毒复制。含有病毒RNA 的外泌体可激活TLR8 和NF-кB 的信号分子，诱导促炎细胞因子（如IL-6 和TNF-α）和趋化因子的产生，进一步控制病毒的感染；此外，抗病毒的细胞分泌的外泌体由于含有宿主相关的miRNA，也可以使其他受体细胞产生抵抗病毒的效应。由病毒感染产生的外泌体根据其携带的不同种类的免疫物质可以对免疫反应产生相应的刺激或抑制作用，所以外泌体在调节机体抗病毒感染中起着双重作用。
2.疱疹病毒的概述
疱疹病毒 (herpes virus) 是一类双链DNA病毒，主要侵害皮肤、黏膜以及神经组织等。α-疱疹病毒中的人类疱疹病毒为单纯疱疹病毒和水痘-带状疱疹病毒，这类病毒具有独特的潜伏-再活化感染机制，这意味着它们可以在宿主细胞内长期潜伏，并在特定条件下（如免疫力低下），重新被激活导致疾病的复发。
1） 单纯疱疹病毒
HSV 是一种双链DNA 病毒，外形呈二十面体对称球形，直径为150～200 nm 。基于抗原性差异，HSV 分为HSV-1 和HSV-2 两个血清型。核酸序列同源性达50%，含有型间共同和型特异性抗原。HSV 具有高度嗜神经性，在儿童时期感染常见，初次感染部位是黏膜上皮细胞，病毒在细胞内复制，可导致多种疾病，如龈口炎、
病毒虽在TG 内进行短暂复制，但大部分最终会进入潜伏状态。在潜伏期间，病毒DNA复制会受到明显抑制，其蛋白的表达水平也极低，有助于病毒逃避宿主的免疫监视。HSV 病毒具有独特的潜伏-再活化感染机制，这意味着它们可以在宿主细胞内长期潜伏，并在特定条件下（如免疫力低下），重新被激活导致疾病的复发。单纯疱疹是由HSV 引起的皮肤病，临床上主要表现为皮肤黏膜上的簇疱和剧烈疼痛症状。其中，HSV-1 型主要导致口唇和鼻腔区域的疱疹，而HSV-2 型则主要引发生殖器区域的疱疹。
2） 水痘-带状疱疹病毒
VZV 是一种直径为80～120 nm 双链DNA 病毒，人类是它唯一的自然宿主，主要存在于病人的呼吸道、血液以及疱疹液中。流行病学表明，VZV 感染始于在上呼吸道黏膜上皮细胞的复制，初次感染引起水痘，病程一般较轻，但也可能并发
3） 疱疹病毒的感染机制
疱疹病毒通过识别宿主细胞表面的特异性受体，以静电吸附等方式附着于宿主细胞表面。病毒通过胞饮作用进入细胞，并在溶酶体的作用下脱壳，释放出病毒的DNA 基因组。疱疹病毒的DNA 基因组进入宿主细胞后，利用宿主细胞的代谢酶和底物，进行病毒基因组的复制和表达。疱疹病毒的结构蛋白在宿主细胞的核膜或内质网中组装成完整的病毒颗粒。在病毒组装阶段，病毒亦可利用宿主细胞的分泌途径将病毒颗粒释放至细胞外，进一步感染其他细胞。
疱疹病毒具有多种免疫逃逸机制，包括病毒基因表达的干扰素拮抗蛋白、抑制宿主的免疫应答反应和长期处于潜伏感染状态等。这些机制使疱疹病毒能够在宿主体内长期存在并反复发作。疱疹病毒在感染宿主后，可以进入潜伏状态，并在特定条件（疲劳、
3.外泌体参与疱疹病毒感染的过程
病毒需要依赖宿主细胞的生物合成系统再复制和组装，并释放新的子代病毒，而这一过程与外泌体的产生及分泌途径有共通的部分。疱疹病毒可以诱导宿主细胞分泌富含病毒受体的外泌体，从而增加病毒的感染能力。此外，外泌体还可以通过转运抗病毒蛋白，抑制疱疹病毒的复制。这表明，外泌体在疱疹病毒感染过程中具有双重作用，疱疹病毒在感染的不同阶段都与外泌体相互作用有关。
1） 外泌体促进疱疹病毒的感染
病毒感染的细胞释放的外泌体与正常细胞的外泌体相比，含有大量病毒特有成分，包括病毒蛋白和遗传物质。Heilingloh 等研究发现HSV-1 感染的细胞释放的外泌体内含多种病毒颗粒，其中最主要的病毒成分是L 颗粒，L 颗粒自身不具备感染性，但可以通过下调抗原递呈细胞膜表面CD83的表达，从而促进HSV-1 感染。Zhou 等研究发现HSV-1感染的细胞中，hnRNPA2B1 蛋白从细胞核转移到细胞质中，hnRNPA2B1 蛋白可将带有特定序列的RNA 募集到外泌体中。
hnRNPA2B1 在HSV-1 感染细胞的外泌体和HSV-1 病毒的转移中起关键作用。如神经元中存在的hnRNPA2B1 可以将RNA 募集到外泌体中，随后转运至轴突，从而有利于HSV 的感染。因此，单纯疱疹病毒利用外泌体作为“运输工具”，将自身物质封装其中，避免宿主免疫攻击，加速在细胞间扩散感染。
2） 外泌体抑制疱疹病毒的传播和逃避免疫反应
Kalamvoki 等研究发现在HSV-1 感染期间，外泌体从已感染的细胞传递到未感染的细胞，从而扩大病毒的感染。外泌体内的“货物”由病毒因子、宿主转录本（mRNA、miRNA 和非编码RNA）和蛋白质组成，包括3 种跨膜蛋白：CD9、CD63 和CD81，它们通常存在于外泌体的膜上，还包括固有免疫成分，例如干扰素基因刺激因子STING，位于细胞质并作为DNA 感受器，扮演着防止病毒复制和传播等抗病毒功能的角色。
研究发现HSV 感染细胞释放的携带STING 的外泌体可传递特定的病毒转录本，其中一些转录本在病毒潜伏阶段具有重要功能，在潜伏感染的神经节中，大量积累潜伏相关转录本(latency associated transcript, LAT) 和丰富的非编码RNA 以及病毒microRNA。值得注意的是，miR-H3、miR-H5 和miR-H6 的浓度在潜伏期间增加，但在病毒重新激活后迅速下降。HSV-1 感染细胞释放的外泌体可以启动促进宿主细胞的抗病毒反应以控制病毒的传播。
与此同时，在外泌体内检测到了早期转录因子（如ICP27）和晚期转录因子（如VP16）等分子，这些分子有助于病毒进入潜伏状态，从而规避免疫系统的攻击。Bello-Morales 等通过透射电子显微镜，首次检测到包含HSV-1 病毒体的外泌体，这表明HSV-1 通过外泌体的释放来扩大感染范围，并且外泌体可以保护疱疹病毒免受抗中和抗体的作用，这可能是逃避免疫反应的一种潜在机制。miRNA 是一类内源性非编码RNA，病毒感染导致miRNA 表达变化，可能通过与病毒基因组结合或调节免疫反应及细胞因子释放，从而抑制病毒复制。
Han 等研究发现，在HSV 感染晚期，受感染细胞外泌体中的miR-H28 和miR-H29，可以抑制病毒的复制以及传播。研究结果显示，HSV病毒蛋白ICP4 在早期和晚期病毒基因调控中扮演重要角色，它能直接与细胞中miR-101 结合，启动miR-101 的表达并激活其启动子。miR-101 可靶向下调ATP5B 蛋白（已知为促进HSV-1 的复制所必需）的方式发挥作用。已证实ATP5B 缺失可阻碍HSV-1 DNA 包装与衣壳的成熟。
miR-101 可以同时下调GRSF1 的表达，GRSF1 能够增强HSV-1p40 mRNA 表达，促进病毒复制。促进miR-101在HSV-1 感染中表达，可减弱ATP5B 和GRSF1 表达，进而抑制病毒复制，防止细胞凋亡。而外泌体递送的miR-101 进入细胞对VZV 的复制同样有显著的抑制作用。因此，miR-101 可作为抑制疱疹病毒复制的潜在治疗药物。
3） 外泌体在疱疹病毒潜伏感染中的作用
疱疹病毒具有潜伏的特性，能逃避免疫监视，同时将病毒基因组整合到宿主细胞DNA 中，进入潜伏感染状态。研究表明外泌体影响疱疹病毒的潜伏状态，在HSV-1 的潜伏阶段LAT 可以抑制细胞内裂解靶细胞相关基因的表达，阻止免疫反应导致的宿主细胞死亡，使被病毒感染的细胞免于机体清除，从而达到维持HSV-1 潜伏感染细胞存活。受HSV-1 感染细胞分泌的外泌体可将LAT 传递给其他细胞，进一步促进或维持HSV 的潜伏感染。
此外，Cariano 等发现在人类胚胎肺成纤维细胞中敲低IFI16，可导致HSV-1 和HSV-2 的复制增强。因此，IFI16 可能是单纯疱疹病毒复制周期中的一种新的抑制性蛋白，可由外泌体分泌进而调控病毒潜伏。
4） 外泌体参与疱疹病毒再感染过程
HSV 感染细胞释放的外泌体能传递病毒膜蛋白和糖蛋白至健康细胞中，推动潜伏病毒再活化、扩散感染和提高细胞对HSV 的感染易感性；HSV-1 感染后，受感染细胞释放外泌体，携带病毒编码的gB糖蛋白与HLA-DR 分子形成复合体，影响HLA-DR的细胞内转运途径，阻止其转移到细胞膜，而通过外泌体释放到细胞外，导致抗原递呈受到抑制，这促使疱疹病毒重新复制并感染宿主细胞。
4.外泌体与单纯疱疹病毒介导疼痛发生
外泌体可以通过内吞作用被靶细胞吸收，参与免疫调节、炎症反应等过程从而介导各种疼痛疾病的发生，例如
HSV-1 感染引起的单纯疱疹病毒性
抗病毒药物治疗可以减轻症状，但不能根除病毒。据
外泌体中miR-21 可作为神经病理性疼痛的治疗靶点，miR-21 在各种神经损伤后表达上调。miR-21 在体外可以结合TLR8，激活胞内ERK 信号通路，增加炎症因子的表达，从而介导神经病理性疼痛的产生，而鞘内给予miR-21 抑制剂(miR-21antagomic) 可以抑制神经病理性疼痛。在HSV-1感染的脑脊液中分离的外泌体miR-21 引发神经炎症，可作为神经炎症的生物标志物。
另一方面，miR-21 在体外可促进背根神经节(dorsal root ganglion,DRG) 的轴突生长，并抑制培养的DRG 神经元的凋亡，表明miR-21 有助于神经损伤的功能恢复。因此，miR-21 在神经病理性疼痛的产生和神经修复损伤过程中表现出双向调节作用，具体机制还有待进一步的研究。
5.外泌体与PHN
VZV 通过外泌体可以介导带状疱疹的发生发展，袁峰等 研究发现miR-21 水平变化可能与带状疱疹发生有关，在PHN 时期，机体反馈上调miR-21 的含量以对抗神经损伤。富含miR-21 的神经元外泌体可通过靶向Rab11a 抑制神经元自噬的活性，促进miR-21 生成可减轻自噬介导的神经损伤。因此，外泌体中miR-21 能作为PHN 的治疗靶点。
Buchheit 等研究发现，条件血清中的外泌体对神经病理性疼痛表现出镇痛作用，血清中的外泌体含有较高水平的抗炎和促炎症消退介质，包括IL-1Ra、TIMP-1、TGF-β 和消退素D1/D2。尽管带状疱疹的最典型症状是疼痛性
Bubak 等对13 名带状疱疹病人和10 名健康志愿者的血液进行外泌体的提取并进行组分分析，揭示了带状疱疹病人外泌体中与血小板激活、信号转导及聚集紧密相关的特定蛋白质显著增多，如血小板反应蛋白1、凝血因子V、凝血因子XIII A1 链等。值得注意的是，带状疱疹病人外泌体中也存在心血管系统疾病相关的蛋白升高现象，特别是钙调蛋白1 和运甲状腺素蛋白的增加。
另外，本实验团队目前收集并分离了不同时期的带状疱疹病人的血清的外泌体，并进行蛋白质组的测序，对差异蛋白功能的富集分析中发现与正常健康人的外泌体相比，不同时期带状疱疹病人的外泌体的中性粒细胞胞外陷阱 (neutrophil extracellular traps, NETs) 的形成水平明显增加（数据尚未发表）。尽管带状疱疹是VZV 病毒引起，但是却发现了NETs 这种抗菌机制的形成，这可能是PHN 发病机制的重要新发现。
然而，目前关于PHN 病人外泌体的研究仍处于初级阶段，未来需要更多的研究来深入了解其作用机制和特征。
6.小结与展望
外泌体不仅能携带病毒相关蛋白，促进疱疹病毒的感染及增加病毒的易感性，协助疱疹病毒逃逸免疫监视及潜伏，还能携带病毒抗原以触发免疫应答，导致炎症反应和神经元损伤，引发疼痛。与之相反，外泌体含有的抗炎因子和miRNA 能够起到缓解神经病理性疼痛的作用，而且可以激活邻近的免疫细胞或者抗原提呈细胞进一步激活免疫反应，发挥抗病毒的作用。因此，外泌体在病毒感染中扮演着双重作用的角色。
它们既可以促进病毒的感染和传播，也可以作为宿主抵抗病毒感染的一种手段，这种双重作用使得外泌体成为一个引人注目的领域。外泌体作为细胞间通讯的关键媒介，其在HSV 和VZV感染以及相关疾病中的重要性已经逐渐被揭示。miRNA 属于一类非编码RNA，拥有调控各种生物功能的潜力，包括细胞分化、凋亡及病毒感染。但miRNA 本身并不稳定，在作为基因药物时需要递送系统，而外泌体具有的优良性质，如稳定性、生物屏障的通透性、低毒性和低免疫原性等，可被视为携带miRNA 的优质载体，有望成为治疗疱疹病毒感染及相关疾病的有效工具。
外泌体在细胞间通讯、免疫调节和疾病发生发展等多个生理和病理过程中发挥作用，涉及复杂的分子机制和信号通路。当前对外泌体的功能认识尚不全面，许多作用机制仍有待阐明；尽管外泌体在诊断和治疗方面展现出巨大的潜力，但目前对外泌体的研究大多停留在基础实验阶段，尚未大规模开展临床试验。外泌体的分离、鉴定和纯化方法仍需优化，如何提升产能以达到临床应用的规模也是亟待解决的问题。
另一方面，要确定外泌体中的具体或特异的分子与单纯疱疹或带状疱疹之间的相关性，需要进行大量的临床样本的收集与数据检测，才有可能筛选出特异性生物标志物。这主要是因为外泌体的内含物具有多样性和复杂性，病人所患不同的基础疾病也可能导致外泌体内含物的不同变化。
综上所述，外泌体在HSV 感染及其在PHN 的研究中确实面临着多方面的难点和挑战。未来需要更多的临床试验验证和标准化方法针对这些不足进行深入的研究和探索，从而推动外泌体的临床应用。
来源：李陈广,高翔宇,白雨婷,等.外泌体与疱疹病毒感染介导疼痛发生的研究进展[J].中国疼痛医学杂志,2025,31(02):85-92.
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