细胞外囊泡作为下一代药物递送平台

Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform

论文信息：Herrmann I K, Wood M J A, Fuhrmann G. Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform[J]. Nature nanotechnology, 2021, 16(7): 748-759.

DOI：10.1038/s41565-021-00931-2

主讲人：唐静施，2025年11月30日

研究背景：

EVs是一类异质性的小型脂质包被的纳米颗粒，在许多（病理）生理过程发挥的关键的介导作用。人们正在探索利用其固有的组织归巢能力将治疗有效载荷递送到特定细胞或组织。从药物递送的角度来看，EVs与脂质体类似，因为两者都是基于磷脂的。然而，EVs是由各种脂质和表面膜蛋白的复杂混合物组装而成的。其中一些成分有助于组织靶向，而另一些则确保了将非特异性相互作用降至最低。这些独特的蛋白质修饰的磷脂囊泡已被认为含有特定“条形码”在局部和远处靶点定位。值得注意的是，EVs的药物递送相对于脂质体等工程纳米载体的优势以及相关的风险效益比仍然存在争议。本文综述了EVs相对于标准递送方法的优势，探讨了当前在临床和工业转化方面存在的障碍，并强调了与其他新兴领域的协同作用。还提出了一项关于实验要求和科学需求的指南，以促进EVs作为药物载体的发展，评估其递送效果，并使其能够与替代方案进行比较

研究内容：

细胞外囊泡参与了生命主要的（病理）生理过程，包括细胞稳态、感染传播、癌症发展和心血管疾病。越来越多的研究发现，细胞外囊泡与传统合成载体相比具有诸多优势，为现代药物递送开辟了新的领域。尽管进行了大量的研究，但基于细胞外囊泡疗法的临床转化仍然具有挑战性。本文讨论了细胞外囊泡的独特性以及充分利用其作为药物载体的潜力所需的关键设计和开发步骤，包括装载方法、深入表征和大规模制造。同时对细胞外囊泡与成熟的脂质体的前景进行了对比，并为指导基于囊泡的药物递送系统的开发过程提供了指南。

要点：

  EV药物作为主要研究热点之一，有作为下一代药物递送平台的潜力，但临床转化面临挑战。EVs是天然纳米载体，凭借复杂的磷脂/蛋白组成和固有靶向能力，在递送功能性RNA、跨越血脑屏障等方面展现出优于脂质体的优势，已有20余项间充质干细胞来源EVs进入临床试验。然而，其发展面临障碍：高度异质性导致标准化困难，缺乏共识性分离纯化技术（超速离心、尺寸排阻等各有局限），规模化生产的批间差异显著，病毒污染风险高，免疫原性尚不明确，且监管框架缺失。临床转化需遵循MISEV指南和EV-TRACK透明报告标准，采用"质量源于设计"理念，系统评估亲本细胞选择、上游培养、药物装载（内源/外源）、理化/功能表征及储存稳定性等全流程。未来需通过头对头比较研究明确EVs与脂质体的真实风险-效益比，并发展EV模拟的合成系统以克服生产与监管瓶颈。

总结与展望：

  细胞外囊泡（EVs）可以作为多种药物递送的载体系统。与传统递送方式相比，已证明EVs在系统性给药于啮齿类动物时，能够以较低的免疫清除率递送功能性货物。值得注意的是，需要在临床相关系统中进行更多评估，并与基于脂质体的替代方案进行直接、定量的比较，这样才能全面分析 EVs作为药物递送载体的风险收益比。此外，EVs要想实现临床转化，需要解决大规模生产、分离和表征技术的问题，这些方法要具备高灵敏度，能检测不同批次间的差异以及这些差异带来的生物学影响。其次，需要开发具备广泛适用的药物装载方法。新的分析技术有望为EVs的独特性提供新的见解，可能为下一代人工合成递送系统的设计提供思路。而且，人工EVs或者EVs模拟物的制备，能够解决天然 EVs 在无菌性、大规模生产和监管方面的挑战。研究发现，将载药脂质体和EVs融合能够提高药物装载能力。此外，已有报道称通过植入细胞来制备定制化EVs，这种技术为在体内生产工程化EVs提供了新路径。虽然目前的研究结果很有前景，但要充分发挥EVs的潜力，我们还需要更深入地了解EVs高效渗透细胞和逃避免疫检测的机制。