細(xì)胞療法關(guān)鍵不在細(xì)胞，外泌體可能更重要

細(xì)胞療法是眾所期待的明日新星，不過不少專家指出，細(xì)胞療法未來的關(guān)鍵或許不在細(xì)胞，干細(xì)胞分泌的外泌體，應(yīng)用空間有望更大。

近年來，干細(xì)胞藥物的陸續(xù)上市點燃了再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的希望之火，成百上千的高校、醫(yī)院、科研院所、企業(yè)等相繼報道利好的進(jìn)展，開啟了一個百舸爭流的時代。細(xì)胞治療的出現(xiàn)無疑開啟了藥品研發(fā)的新紀(jì)元，把藥物研發(fā)從分子水平提升到了細(xì)胞水平，而外泌體的出現(xiàn)又把細(xì)胞治療從細(xì)胞維度擴展到了亞細(xì)胞維度。

目前，干細(xì)胞療法的基礎(chǔ)和臨床研究已在全球范圍內(nèi)展開，主要針對糖尿病、肝硬化、白血病、腦卒中、銀屑病、脊柱損傷等多種病癥，并取得了顯著的成效。傳統(tǒng)上認(rèn)為，干細(xì)胞療法是通過細(xì)胞分化替代的方式來修復(fù)靶器官中的損傷，從而起到治療的效果。

然而，隨著干細(xì)胞領(lǐng)域基礎(chǔ)和臨床研究的進(jìn)展，越來越多的證據(jù)表明，干細(xì)胞在很多疾病的治療當(dāng)中并不依賴分化替代作用，而是通過旁分泌途徑實現(xiàn)的。

旁分泌與外泌體

細(xì)胞在自我分裂的時候，產(chǎn)生一種對鄰近靶細(xì)胞的生物作用，也是一種信號，我們把這個信號發(fā)生的過程叫“旁分泌效應(yīng)”。

旁分泌效應(yīng)的物質(zhì)，作為訊號去刺激半衰期的細(xì)胞及休眠細(xì)胞。督促皮膚新生健康年輕的細(xì)胞。干細(xì)胞旁分泌物質(zhì)包含三大塊：旁分泌（小于10 nm），外泌體（40-120 nm）和微囊泡（200-1000 nm）。

外泌體具有免疫調(diào)節(jié)、抗炎和抗纖維化、抑制氧化應(yīng)激、增強血管生成等作用。這主要依賴于其中的蛋白和核酸組分。例如MSCs外泌體富含糖酵解相關(guān)酶，可增加ATP的產(chǎn)生，減少組織細(xì)胞死亡。MSCs外泌體還含有VEGF、TGF-β1、IL-6、IL-10和HGF等細(xì)胞因子，有利于血管生成和免疫調(diào)節(jié)。

當(dāng)前研究證明，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）來源的外泌體，在減少心肌梗死面積、減輕肢體缺血、增進(jìn)傷口愈合、改善移植物抗宿主病、減少腎損傷、促進(jìn)肝再生、減輕視網(wǎng)膜損傷、以及改善軟骨和骨再生等方面具有重要作用。

簡單來說，旁分泌和外泌體同屬于旁分泌物質(zhì)中不可或缺的成分，其作用功效都很厲害，旁分泌——刺激半衰期及休眠的細(xì)胞，激發(fā)細(xì)胞活力，修復(fù)受損細(xì)胞，促進(jìn)細(xì)胞生長；外泌體——修復(fù)及再生功能強大，對抵抗疑難雜癥、組織器官克隆等貢獻(xiàn)巨大。

外泌體的主要機制和作用

美國羅格斯大學(xué)微生物暨分子遺傳學(xué)黃效民博士分析，干細(xì)胞治療疾病、修復(fù)身體機能，可以分為3個層面（3R），分別是Replace、Repair以及Regenerate。

Replace（干細(xì)胞替代原有細(xì)胞）：干細(xì)胞可以分化成特定功能的細(xì)胞，可以取代受損部位已經(jīng)死亡的細(xì)胞。

Repair（修護(hù)受傷但還沒有死亡的細(xì)胞）：伴隨干細(xì)胞以及干細(xì)胞分泌的生長因子、細(xì)胞激素和「外泌體」，修護(hù)受損但是還沒有死亡的細(xì)胞。

?Regenerate（自體細(xì)胞再生）：因為輸入的干細(xì)胞數(shù)量有限，要利用外來的干細(xì)胞喚起受損部位的再生功能，促使自體長出細(xì)胞，才是治療的根本目的。

其中，干細(xì)胞想要發(fā)揮Repair的效果，就需要外泌體的參與。

外泌體具備3大優(yōu)勢

那么，外泌體究竟是什么？黃效民博士解釋，在培養(yǎng)干細(xì)胞的過程中，科學(xué)家在培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)了許多的外泌體在其中，就像是小泡泡一樣充滿在其中。過去以為是外泌體只是細(xì)胞代謝的廢棄物，不過黃效民博士表示，外泌體其實有3大好處。

分子小：外泌體的平均大小，大約是在 30 -100nm，屬于柰米等級，因為分子小，所以有容易被吸收的特性。

脂質(zhì)雙層：因具有脂質(zhì)雙層的構(gòu)造，所以與其他細(xì)胞容易兼容，可對身體帶來一些再生修復(fù)的作用。

傳遞細(xì)胞間的訊息：外泌體存在的最大功能，就是傳遞細(xì)胞與細(xì)胞之間的傳令者，舉例來說，像是當(dāng)皮膚細(xì)胞出現(xiàn)異常情形時，就會釋出外泌體，去跟其他的細(xì)胞傳達(dá)需要救援的訊息，讓健康的細(xì)胞到有問題的地方進(jìn)行再生修復(fù)的作業(yè)。??

“不幸的是，生物醫(yī)學(xué)工程師們孜孜不倦地專注于人造納米顆粒的開發(fā)，而忽視了數(shù)十億年來自然進(jìn)化出的最佳藥物傳遞系統(tǒng)：天然外泌體。”耶魯大學(xué)免疫學(xué)家Philip教授如是提到。

外泌體在生物藥應(yīng)用上的天然優(yōu)勢，展現(xiàn)出了其商業(yè)化的極大前景。

未來可期，將外泌體變?yōu)槲淦鳎瑲[瘤細(xì)胞

結(jié)合Markets and Markets研究報告，全球外泌體研究產(chǎn)品市場在未來將可能達(dá)到23.8％的年復(fù)合成長率（CAGR），即從2019年的9100萬美元的市場規(guī)模擴大到2024年2億6400萬美元的市場規(guī)模。生命科學(xué)研究的政府資金可用性、有利的監(jiān)管環(huán)境以及研究和診斷中外泌體受關(guān)注程度不斷提升等因素，亦持續(xù)推動著外泌體市場增長。

回顧全球投融資事件，外泌體開始受到生物科技投資者的關(guān)注。大型藥企如武田制藥、SareptaTherapeutics、禮來等都開始布局外泌體療法，并與細(xì)胞療法領(lǐng)先公司合作，交易金額高達(dá)數(shù)十億美金。

上文我們聊到以外泌體為靶向作為癌癥治療的策略，如果單純是這樣，那就一點都不新鮮了。開個腦洞，癌細(xì)胞可以釋放外泌體作為武器，可別忘了癌細(xì)胞也可以吸收外泌體。這就給了人類機會設(shè)計外泌體給癌細(xì)胞下毒，于是就有了這兩個享譽江湖的“黃藥師”。

第一個叫Codiak BioSciences，成立于2015年，最開始也是外泌體診斷起家，利用外泌體中的KRAS突變基因來診斷胰腺癌。借助日益成熟基因工程，Codiak創(chuàng)始人Raghu Kalluri 充分利用了中國古典智慧：以其人之道還治其人之身。通過體外改造將特異靶向KRAS突變基因的RNAi（RNA干擾）偷偷安插到外泌體內(nèi)，直接把KRAS突變基因給敲掉。

提到這，懂行情的人就有疑問了。雖然KRAS屬于“不可成藥”靶點，但這幾年AMG510和MRTX849等小分子藥物都有不錯的臨床數(shù)據(jù)。再者傳遞RNAi可以別的載體呀，比如脂質(zhì)體等納米顆粒。妙就妙在這里，外泌體是純自然的，可防止被免疫系統(tǒng)排斥。

事實上，外泌體上有眾人皆知的“不要吃我”小分子CD47有了這個標(biāo)簽，外泌體就不會被循環(huán)單核細(xì)胞生吞。

憑借外泌體前沿研究，Raghu Kalluri團隊在頂級雜志《自然》連續(xù)發(fā)表了兩篇論文，幾年時間內(nèi)，在沒有任何臨床試驗的前提下，已經(jīng)下注1.68億美元。Codiak還有望成為第一家成功上市的外泌體公司。

在蓬勃發(fā)展道路上Codiak 不忘初心，也與時俱進(jìn)。2020年6月宣布和罕見病精準(zhǔn)基因治療領(lǐng)域的明星企業(yè)Sarepta Therapeutics達(dá)成合作，共同設(shè)計和開發(fā)基于外泌體技術(shù)的基因療法，用于治療神經(jīng)肌肉疾病，引發(fā)了新一波的外泌體和基因療法雙劍合璧的熱潮。

另一家利用外泌體治療癌癥的公司Exovita Biosciences也成立于2015年，它的治療理念更為奇特。某年某月的某一天，新墨西哥大學(xué)Kristina Trujillo 教授出于好奇，用癌組織附近5厘米處組織分泌的外泌體處理癌細(xì)胞。第二天醒來，意外發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞全死翹翹了。Trujillo難以置信，可接下來在不同病人身上取的組織都有同樣的效果，并且這些外泌體對正常細(xì)胞并沒有任何副作用。

Exovita Biosciences 成立以來火勢很猛，同年便拿了170萬科研基金。可自此之后沒有任何動靜，這不得不讓人擔(dān)憂，會不會又是一場龍頭蛇尾的演繹。畢竟，這個故事 too good to be true （精彩得讓人難以置信）。

除了利用外泌體治療癌癥，另一條思路是把外泌體當(dāng)作藥物的傳遞工具。被谷歌基金看好的Evox Therapeutics 是此領(lǐng)域比較成熟的公司，主要針對神經(jīng)相關(guān)的疾病，2020年6月和禮來簽署了 12 億美元的合作協(xié)議，開發(fā) RNA干擾和反義寡核苷酸藥物遞送外泌體載體。

作為純天然的載體，上文提到外泌體可逃避人體免疫細(xì)胞的追擊，除此之外，外泌體還有潛力解決神經(jīng)類藥物的一個老大難問題，就是穿越血腦屏障，并且能在極端條件（比如酸，消化酶等）下生存，給實現(xiàn)口服提供了可能性。

結(jié)語

人類在和癌癥與衰老斗爭的歷史里，人類做過無數(shù)次的嘗試，從小分子，到大分子核酸、蛋白，再到細(xì)胞治療，而外泌體作為介于分子和細(xì)胞之間的微小結(jié)構(gòu)，因其獨特的功能為我們創(chuàng)造了無限的可能。