隨著人類(lèi)的進(jìn)步和發(fā)展，越來(lái)越多的前沿科學(xué)研究正在進(jìn)入人們的日常生活，不斷被人們所知所用。近年來(lái)，一種納米級(jí)的細(xì)胞囊泡——外泌體（exosome）受到了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。

外泌體是直徑約為 30-150nm 的納米級(jí)囊泡，來(lái)源于細(xì)胞內(nèi)吞過(guò)程中形成的內(nèi)體，然后從細(xì)胞釋放到細(xì)胞外空間。幾乎所有細(xì)胞都能分泌外泌體。如果這個(gè)外泌體恰好由干細(xì)胞分泌，則稱(chēng)為干細(xì)胞外泌體。如果它是由腫瘤細(xì)胞分泌的，它被稱(chēng)為腫瘤細(xì)胞外泌體。

2013 年，外泌體因獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)而廣為人知，將外泌體研究推向了前所未有的新高潮。外泌體在體液中廣泛存在及易獲得性等特點(diǎn)被譽(yù)為液體活檢"新秀"，已成為疾病精確診斷和治療研究的熱點(diǎn)。

01 外泌體的概念

外泌體最早是在 1983 年體外培養(yǎng)的綿羊紅細(xì)胞上清液中發(fā)現(xiàn)的，可以由各種細(xì)胞分泌。起初，外泌體被認(rèn)為是細(xì)胞成熟過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)膜功能釋放的多余膜蛋白。它們是清除細(xì)胞碎片和清除細(xì)胞表面分子的細(xì)胞器。直到后來(lái)，科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)外泌體是細(xì)胞之間重要的通訊介質(zhì)，從而影響細(xì)胞和組織的生理活動(dòng)。

細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs） 是體內(nèi)細(xì)胞之間遠(yuǎn)距離通信的一種手段。目前，它主要分為三類(lèi)：外泌體、微囊泡和凋亡小體，外泌體是臨床研究的主要焦點(diǎn)。外泌體就是細(xì)胞外囊泡的一種。自此，外泌體的研究成為國(guó)際研究熱點(diǎn)，相關(guān)研究步入快車(chē)道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Pubmed 收錄的與外泌體研究相關(guān)的文章數(shù)量逐年增加，進(jìn)展迅速，呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)。讓我們來(lái)探索外泌體最熱門(mén)的研究和發(fā)展方向。

注：近十年外泌體研究相關(guān)文章數(shù)量

02 外泌體用于組織修復(fù)再生

干細(xì)胞外泌體已成為研究熱點(diǎn)，這可能與干細(xì)胞研究的蓬勃發(fā)展有關(guān)。間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體（MSC-exo）具有免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗纖維化、抑制氧化應(yīng)激及增強(qiáng)血管生成等作用。這主要取決于所涉及的蛋白和核酸組分。例如，MSC-exo 富含糖酵解相關(guān)酶，可以增加 ATP 的產(chǎn)生，減少細(xì)胞死亡，還含有細(xì)胞因子（VEGF、TGF-β1）。IL-6、IL-10 和 HGF 有利于血管生成和免疫調(diào)節(jié)。

• 2018 年 5 月，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了 Aegle 的第一份細(xì)胞外囊泡臨床試驗(yàn)申請(qǐng)，并開(kāi)始在燒傷患者身上進(jìn)行臨床試驗(yàn)。通過(guò)分離純化 MSCs 分泌的細(xì)胞外囊泡，用于治療嚴(yán)重的皮膚病，包括燒傷和大皰性表皮松解癥。

• 2019 年 6 月，United Therapeutics 宣布其基于外泌體治療支氣管肺發(fā)育不良（BDP）的 I 期試驗(yàn)獲批開(kāi)展。

• 2020 年 1 月，Exopharm 宣布了其在人類(lèi)臨床試驗(yàn)中的首次給藥，成為第一家測(cè)試外泌體愈合傷口能力的公司。Exopharm 的 Plexaris 產(chǎn)品是一種無(wú)細(xì)胞血小板外泌體制劑，在臨床前動(dòng)物研究中改善了傷口閉合并減少了疤痕。

干細(xì)胞外泌體可以促進(jìn)皮膚傷口愈合：促進(jìn)局部巨噬細(xì)胞從促炎 M1 型轉(zhuǎn)化為抗炎 M2 型，從而幫助組織修復(fù)，抑制肌成纖維細(xì)胞分化和過(guò)度纖維化，減少疤痕形成。間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）通過(guò)旁分泌信號(hào)傳導(dǎo)將攜帶細(xì)胞因子、核酸等信號(hào)的外泌體傳遞給鄰近的靶細(xì)胞，促進(jìn)損傷部位的修復(fù)。

03 外泌體用于腫瘤診斷

所有細(xì)胞都能分泌外泌體，大量外泌體存在于體液和間質(zhì)中。外泌體被認(rèn)為是疾病診斷的無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)生物標(biāo)志物，具有檢測(cè)包括癌癥在內(nèi)的多種病理狀態(tài)的潛力。

對(duì)于個(gè)性化和精確醫(yī)學(xué)的檢測(cè)，使用體液（主要是血液和尿液）進(jìn)行液體活檢正迅速獲得關(guān)注，因?yàn)樗粌H方便，而且對(duì)患者的危害最小。在液體活檢中，主要分析循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）、游離 DNA（cfDNA）和外泌體。外泌體是開(kāi)展液體活檢的最佳候選者，因?yàn)樗鼈兙哂懈叻€(wěn)定性，并且易于從尿液或血液中收集。

miRNA 在體內(nèi)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，因此被認(rèn)為具有診斷生物標(biāo)志物的潛力。外泌體miRNA 富集的變化可以反映生理病理變化。腫瘤特異性循環(huán)外泌體 miRNA 已被開(kāi)發(fā)成為癌癥早期診斷的生物標(biāo)志物。據(jù)報(bào)道，miR-23b-3p、miR-10b-5p 和 miR-21-5p 是非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者有希望的預(yù)后生物標(biāo)志物。同樣，外泌體也含有來(lái)自宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)，使其成為生物標(biāo)志物的潛在來(lái)源。除了 miRNA 和蛋白質(zhì)外，癌癥患者的外泌體 lncRNA 也被定義為一種新的腫瘤生物標(biāo)記物。

04 外泌體用于藥物遞送系統(tǒng)

目前，外泌體似乎已成為生物制藥的下一個(gè)黃金賽道。科學(xué)家普遍認(rèn)為，外泌體具有獨(dú)特的生物學(xué)特性，可以作為藥物遞送載體。外泌體已成為基因治療的潛在載體，它們的納米尺寸和靈活性使它們能夠跨越主要的生物屏障，如血腦屏障（BBB）等。與脂質(zhì)體制劑相反，外泌體是天然存在的外分泌型膜囊泡，具有低毒性和良好的人體耐受性。此外，外泌體的歸巢能力表明其在藥物遞送中的潛在用途。例如，黑色素瘤的外泌體優(yōu)先進(jìn)入前哨淋巴結(jié)，這種歸巢能力可以用作藥物的靶向遞送。

外泌體天然適合運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)、mRNA、miRNA、各種非編碼 RNA、線粒體 DNA 和基因組 DNA。利用這一點(diǎn)，外泌體可以用于遞送 siRNA 和其他藥物（如親脂性小分子）。例如，抗炎劑姜黃素、抗癌劑阿霉素和紫杉醇等被裝載到外泌體中，用于治療相應(yīng)的疾病。

基于外泌體的藥物傳遞系統(tǒng)在癌癥治療中具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兛梢詫⒚庖咴院投拘越抵磷畹?。研究表明，基于外泌體遞送系統(tǒng)的阿霉素的治療功效大大增強(qiáng)，對(duì)主要器官系統(tǒng)（尤其是心臟）的不良反應(yīng)顯著減少。

05 外泌體用于腫瘤免疫療法

外泌體在疾病治療中具有許多優(yōu)點(diǎn)和不可否認(rèn)的價(jià)值。人們對(duì)探索腫瘤中的免疫紊亂非常感興趣，包括基于外泌體的腫瘤免疫療法，這有望誕生抗癌疫苗。

源自腫瘤的外泌體可以攜帶抗原，并已被用作針對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)的特異性刺激來(lái)源。B 細(xì)胞分泌的外泌體表達(dá)了 MHC-II，從而激活 CD4+T 細(xì)胞，而 DC 細(xì)胞分泌的外泌體則表達(dá) MHC-I，從而激活 CD8+T 細(xì)胞。

這些免疫細(xì)胞來(lái)源的外泌體可以在臨床前試驗(yàn)和人體試驗(yàn)中展示了可誘導(dǎo)抗腫瘤免疫力，包括結(jié)腸直腸癌、轉(zhuǎn)移性皮膚癌和非小細(xì)胞肺癌等。在臨床試驗(yàn)的第一階段，DC 外泌體用于治療晚期非小細(xì)胞肺癌/轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者，顯示抗腫瘤免疫反應(yīng)和腫瘤消退。在惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者中，負(fù)載腫瘤外泌體的 DC 細(xì)胞有效地產(chǎn)生對(duì)抗自體腫瘤細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。

腹水衍生的外泌體與 DC 細(xì)胞/腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體一樣有效，可以敏化 DC 細(xì)胞和 CTL 細(xì)胞，并在體外殺死自體腫瘤細(xì)胞。結(jié)直腸癌患者腹水中產(chǎn)生的外泌體與 GM-CSF 聯(lián)合使用可有效誘導(dǎo)晚期結(jié)直腸癌患者有效的 CEA 特異性抗腫瘤免疫。

來(lái)源于腫瘤的外泌體也表現(xiàn)出促進(jìn)腫瘤反應(yīng)的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)。腫瘤細(xì)胞外泌體可以抑制 T 細(xì)胞和 NK 細(xì)胞的活化，促進(jìn) Treg 細(xì)胞的功能（如攜帶 PD-L1 的腫瘤細(xì)胞外泌體可以抑制 T 細(xì)胞功能，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)）。除了 Treg 細(xì)胞外，腫瘤細(xì)胞外泌體還可以抑制 DC 細(xì)胞的活性，促進(jìn) MDSC 細(xì)胞的擴(kuò)增。腫瘤細(xì)胞來(lái)源的外泌體也刺激巨噬細(xì)胞向促進(jìn)癌癥的 M2 期極化。

因此，外泌體在癌癥治療中是一把雙刃劍，同時(shí)發(fā)揮免疫激活和免疫抑制功能。免疫激活作用主要取決于外泌體的抗原呈遞，而免疫抑制作用主要取決其攜帶的配體（如蛋白質(zhì)和miRNA等），這些配體可以抑制 CTL 細(xì)胞的活性或促進(jìn)免疫抑制細(xì)胞的增殖。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，外泌體越來(lái)越受歡迎，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。外泌體是具有高生物活性的納米級(jí)細(xì)胞囊泡，可以參與細(xì)胞之間的通訊，調(diào)節(jié)炎癥水平，促進(jìn)組織再生。

如今，許多公司正在開(kāi)發(fā)外泌體治療或診斷方法，針對(duì)純天然和工程化的外泌體產(chǎn)品進(jìn)行臨床試驗(yàn)。毫不奇怪，許多細(xì)胞公司也在外泌體領(lǐng)域拓展。到目前為止，全球約有 40 家公司從事外泌體的治療和診斷。

注：外泌體公司列表

目前，國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行相關(guān)研究。外泌體藥物生產(chǎn)工業(yè)化（規(guī)模、純度、成本、一致性和標(biāo)準(zhǔn)化）目前是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。我相信，在未來(lái)幾年，從事外泌體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目或企業(yè)數(shù)量將繼續(xù)增加，最終外泌體的產(chǎn)品將走向商業(yè)化，使患者受益。

免責(zé)聲明：

我們尊重原創(chuàng)，也注重分享。圖文來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)或其它問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除！