摘要:这篇2025年发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》的综述,系统梳理了细胞外囊泡(EVs)作为药物的研究全景。我试着用通俗的话,把这些科研干货拆解开——从天然EVs的不同来源、各自优势,到工程化EVs的改造思路,再到临床应用的最新进展。没有生硬的理论堆砌,只聊真实的研究发现和我个人的一点思考,适合科研人快速get EVs药物的核心逻辑,也能让新手读懂这个热门领域的潜力与挑战。
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开篇:为啥EVs能成为科研和临床的“香饽饽”?
读这篇综述的时候,我最先被一个点吸引——EVs不是人为创造的“新东西”,而是细胞自然分泌的微小囊泡。它就像细胞之间的“信使”,裹着蛋白质、核酸这些生物活性物质,在体内传递信号。
以前研究干细胞治疗,大家关注的是干细胞本身。后来才发现,很多治疗效果,其实是干细胞分泌的EVs在发挥作用。它比细胞更安全,不会复制,也不会有异常分化、肿瘤形成的风险,还能穿过血脑屏障这类传统药物难突破的生物屏障。
现在,EVs已经成为新型药物的重要方向,既能直接作为“天然药物”,也能作为“载体”递送化疗药、核酸等治疗分子。这篇综述,就把目前EVs药物的研究现状,讲得明明白白。
天然EVs:不同来源,各有本事
天然EVs的优势的是“原生态”,不用复杂改造,就有一定的治疗效果。但不同来源的EVs,本事也不一样,这也是科研里重点关注的点。
最常用的是MSC-EVs,来自间充质干细胞,骨髓、脂肪、脐带这些地方都能提取。它就像“万能选手”,能抗炎、调节免疫,还能修复组织,很多基础研究里,它都在肺、肝、肾、心脏损伤的模型里发挥过作用,也是目前临床应用最多的EVs类型。
还有NSC-EVs,来自神经干细胞,富含特定的微小RNA,在神经修复方面更有优势,比如治疗中风、阿尔茨海默病。不过它的来源比较受限,工业化生产难度大,目前还主要停留在基础研究阶段。
除了干细胞来源,免疫细胞EVs也很有特点,能激活抗肿瘤免疫反应,针对性攻击肿瘤细胞。但它的获取量少,临床转化也面临不少限制。
最接地气的应该是牛奶来源EVs,来源极其丰富,不用大规模培养细胞,还能口服,稳定性也强。它有抗肿瘤、抗炎的效果,只是从牛奶中提取EVs的工艺,还有待优化。
另外还有植物来源EVs,从水果、蔬菜里就能提取,成本低、免疫原性低,还能加载天然植物活性成分。坦白讲,它的研究还不如哺乳动物EVs深入,但潜力确实不小。
其实这里还有一张图,能更直观看到不同来源天然EVs的核心差异,帮大家快速区分它们的优势和局限。
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图1:不同来源天然EVs的来源、优势及应用场景对比,清晰呈现各类EVs的核心特点。
工程化EVs:给天然EVs“升级”,解决痛点
天然EVs虽好,但也有短板——靶向性不够,加载特定治疗分子的能力也弱。于是科研人员就想到给它“升级”,也就是工程化EVs,通过基因、物理或化学方法,让它更符合治疗需求。
工程化EVs的核心,主要是两方面:一是加载治疗 cargo,二是优化靶向性。比如给EVs加载化疗药、微小RNA、蛋白质这些“弹药”,让它能精准攻击病灶;或者在EVs表面修饰靶向肽,让它能精准找到目标细胞。
加载方法分两种,一种是“事后加载”(外源性加载),先提纯EVs,再用电穿孔、超声等方法把药物装进去,效率高、速度快,但可能会破坏EVs的结构。另一种是“事前加载”(内源性加载),通过基因工程改造来源细胞,让细胞分泌的EVs本身就带着治疗分子,更精准、更稳定,但操作更复杂。
还有一种材料基工程化,比如给EVs表面修饰磁性纳米颗粒,用外部磁场引导它到达肿瘤部位;或者把EVs嵌入水凝胶、微球里,延长它在体内的停留时间,让治疗效果更持久。
下面这张表,是原文总结的工程化EVs的加载内容、方法和治疗效果,一看就能理清核心逻辑。
类别
内容
加载方法
加载目的
治疗效果
疾病靶向内容
小分子药物(姜黄素、紫杉醇等)、核酸(siRNA、miRNA、mRNA)、蛋白质(如CD24)
外源性加载、内源性加载
加载治疗 cargo
增强治疗效果(EVs作为药物递送系统)、提升治疗效率(EVs作为天然药物)
组织细胞靶向内容
蛋白质(肽、抗体)、化学物质(叠氮化物、烷基)、生物材料(聚乙二醇、水凝胶)
外源性加载、内源性加载、材料基加载
组织细胞靶向、控释
提高组织细胞特异性、增强组织滞留、提升治疗效率
外源性加载
小分子药物、小核酸、化学物质、生物材料
电穿孔、孵育、超声、冻融、挤压、转染
直接在提纯后的EVs上加载
加载效率高、流程快、药物组合灵活
内源性加载
蛋白质、大小核酸(miRNA、mRNA等)
瞬时表达、转染、表观遗传修饰、病毒转染、基因组编辑
在来源细胞中加载,再提纯EVs
基因精准、表达稳定、可大规模生产
材料基工程化
化学物质、生物材料
表面修饰、化学/静电/磁性结合、支架修饰(水凝胶、微球等)
延长循环、增强靶向、缓释、局部富集
提升稳定性、增强治疗持续性、提高递送效率
临床落地:从实验室到病床,EVs走了多远?
聊完基础研究,最关心的还是临床进展。毕竟,科研的最终目的,是能真正用于治疗病人。截至2025年1月,Clinical Trials.gov上注册的EV相关临床试验,已经有292项,其中170项是干预性研究,117项是评估EV药物的治疗效果。
目前,EV药物的临床研究,主要集中在呼吸系统疾病、神经系统疾病、严重急性炎症疾病和肿瘤这几个领域。其中,MSC-EVs的应用最广泛,占了所有EV药物临床试验的61%。
呼吸系统疾病方面,最具代表性的是新冠相关研究。比如2022年,瑞金医院的研究显示,雾化吸入脂肪MSC-EVs治疗重症新冠,安全性良好;还有南京医科大学的研究,脐带MSC-EVs雾化治疗轻度新冠肺炎,能加速肺部病灶吸收,缩短住院时间。
神经系统疾病的临床研究,还处于早期阶段。2022年,伊朗的研究团队首次报道,给中风患者脑内注射胎盘来源EVs,3个月内没有出现严重不良反应,算是迈出了重要一步。国内也有团队在开展MSC-EVs治疗阿尔茨海默病的临床试验,值得关注。
下面这两张图,分别展示了EV药物的临床应用场景和临床试验的核心信息,能更直观地看到EVs的临床布局。
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图2:细胞外囊泡在不同疾病中的治疗应用,包含给药途径、靶向疾病和作用机制。
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图3:EV药物临床试验的核心统计,包括疾病领域分布、EV来源分布和发起国分布。
不过坦白讲,EV药物的临床转化,还有很多坎儿。目前大部分临床试验还处于Ⅰ、Ⅱ期,工程化EVs的临床试验只有7项,占比不到6%。很多基础研究中的效果,在人体试验中还需要进一步验证。
最后:聊聊EVs未来的坎儿与潜力
读完整篇综述,我最大的感受是,EVs药物的潜力很大,但挑战也不小。它的优势很明显——安全、灵活、能突破生物屏障,比传统药物和细胞治疗更有优势。但要真正落地,还有很多问题需要解决。
比如生产问题,天然EVs的产量有限,工程化EVs的大规模生产工艺还不够成熟,而且不同实验室的分离、提纯方法不统一,很难保证EVs的质量和一致性。这也是制约EVs临床转化的关键。
还有储存和递送的问题,EVs在体内容易被肝脏、肾脏清除,停留时间短;如何长期储存EVs,保证其活性,也是科研人员需要攻克的难题。另外,EVs的靶向性还需要进一步优化,避免“误伤”正常细胞。
某种程度上,EVs药物目前还处于“摸索阶段”。但我更愿意相信,随着技术的进步,这些问题都会慢慢解决。毕竟,从290项临床试验就能看出,这个领域的研究热度一直在上升。
对于科研人来说,无论是天然EVs的来源优化,还是工程化EVs的改造,或是临床工艺的完善,都有很多值得探索的方向。而对于普通人来说,或许不用多久,我们就能看到EVs药物走进临床,为更多疾病提供新的治疗选择。
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