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外泌体临床应用开发及面临的主要问题简述
发布时间:2023-11-08 16:10:37

外泌体是一种40~160nm的细胞外囊泡,可由血细胞、免疫细胞、肿瘤细胞、干细胞等在内的几乎所有类型的细胞分泌,并分布在各种体液中。外泌体含有DNA、RNA、mRNA、脂质、代谢物、细胞质和蛋白质等多种生物分子。目前已在外泌体中鉴定出9769种蛋白质、2838种miRNA、3408种mRNA和1116种脂质。
      随着研究的深入,发现外泌体可参与到机体免疫应答、抗原递呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等。
      ◆ 外泌体临床应用
      ◎ 药物递送系统
      外泌体可通过内吞作用或经过囊泡和细胞膜的直接融合进入受体细胞,使其内容物输送到细胞质中并引发功能反应。
      外泌体作为一种潜在的药物递送系统,类似于脂质体,具有包裹亲水核心的独特双脂膜,可装载亲水和亲脂材料;由于外泌体具有不同脂质、表面蛋白、受体等,具有更好的组织和细胞靶向性;此外,外泌体由细胞自身产生,具有较好的生物相容性、低免疫原性和低毒性,可避免外源性的蛋白类、核酸类等药物进入体内被免疫系统识别而遭到清除。目前,应用外泌体载药的药物类型主要为小分子化药、核酸和蛋白质。
      外泌体载药方式可分为外源性装载(即外泌体分离后)和内源性装载(即外泌体生物发生期间)两种。
      内源性装载是在外泌体形成的生物过程中,通过直接转染、共孵育等方法将目的药物导入外泌体来源细胞,来源细胞再通过生物发生机制产生具有目的药物的外泌体。目前,内源性装载可装载RNA、蛋白质、小核酸和小分子等不同类型药物。
      外源性装载是通过电穿孔或脂质体转染等方法将目的药物导入分离后的外泌体中。目前,外源性装载可承载小分子化药、蛋白质、多肽、核酸药物、天然产物等,装载药物方式主要包括直接共孵育、电穿孔、超声处理、转染、挤压、冻融、表面活性剂透化。
      ◎ 诊断及预后标志物
      外泌体已被证明有望用作许多疾病的诊断和预后生物标志物,包括乳腺癌、泌尿道癌、肺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌、卵巢癌等癌症,及帕金森病、阿茨海默病等中枢神经系统疾病,且关于外泌体作为诊断工具的研究正在迅速扩展到其他疾病。
      目前研究结果显示,外泌体蛋白、miRNA、circRNA、lncRNA均具有潜在诊断和治疗价值,如外泌体蛋白CD26、CD81、S1C3A1和CD10可用作为肝损伤潜在的生物标志,外泌体miR-21和miR-1246在乳腺癌患者中升高更为显著,可作为乳腺癌的生物标志物。外泌体生物标志物与传统生物标志物(血清、尿液等)相比,具有更高的灵敏度和特异性,及更出色的稳定性。
      ◎ 疾病治疗
      例如,研究发现,外泌体可穿过血脑屏障,作为炎症反应和神经损伤再生的调节剂;从心球源细胞中分离的外泌体,当注射到缺血小鼠模型中时,可抑制细胞凋亡并诱导心脏细胞的生长等。外泌体的治疗作用基于其细胞内穿梭能力、穿越血脑屏障能力、低免疫原性、调节免疫系统及增加或抑制炎症的能力等。
      外泌体在临床治疗的潜在优势包括:无任何基于细胞的疗法(包括干细胞)相关的固有风险;无复制潜力和恶性转化的风险;可避免对感染和癌症的免疫原性反应;可直接靶向目标组织或细胞。
      ◆ 临床开发面临的主要问题
      ◎ 缺乏规模化制备及标准化方法
      外泌体广泛存在于各种体液中,可从各种类型的细胞中分离出来,不同来源的外泌体,其组成也可能不同。目前根据外泌体的尺寸、理化特性已建立了多种外泌体分离方法,但至今最纯净的外泌体是利用蔗糖或碘沙醇通过密度梯度分离方法分离的,然而这种方法耗时长、成本高。其他方法如“金标准”差速超速离心法的设备昂贵,且离心力可能会破坏外泌体的结构和功能;微流控技术分离同样存在设备昂贵、产量低的问题。可见,现有外泌体的分离技术无法满足外泌体规模化制备的需求。
      缺乏标准化的生产方案,可能导致每批次间产品的差异,从而影响治疗效果。
      ◎ 外泌体药物相关标准不完善
      目前,在外泌体的分离与鉴定、质量控制等环节尚缺乏统一标准,已生产或正在生产中的外泌体也无完整的审批标准。
      近两年相关研究单位相继制定了多项关于人多能干细胞、人间充质干细胞来源的细胞外囊泡的团体标准,包括《人多能干细胞来源的小细胞外囊泡》(T/CRHA 002-2021)、《人间充质干细胞来源的小细胞外囊泡》(T/CRHA 001-2021)、《人干细胞来源细胞外囊泡制备通用要求》(T/CSCB 0007-2022),以进一步推动并规范外泌体行业发展。
      ◎ 缺乏权威第三方检测专业机构
      依据我国药品监管规定,新药在申报IND时,均应经过专业第三方检测机构标准符合性检验合格。然而,目前中国食品药品检定研究院及其他专业检测机构尚未对外泌体检验检测建立标准。(信息来源:中国医药报)

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